2009年5月1日 星期五

雲流.花舞.南湖(十二) – 冰川孑遺

中學時唸的是理科班,卻選修了屬於文科的地理課,主要是因為對「自然地理」的興趣。升讀大學以後,主修的是電腦,也再沒有接受與地理相關的正式訓練,不過自然界千奇百怪的地質地貌,依然讓我著迷,尤其是冰川與河流相關的地貌。到台灣登山,第一座登的是雪山,第三座是南湖大山,大家也許可以看到箇中原因:雪山主峰的圈谷群,是台灣最有名的冰蝕遺跡,而南湖主峰周圍,亦擁有豐富的冰川地貌類型,U 形谷(也稱「冰蝕谷」、「槽谷」)、冰帽、冰斗與冰盆群(1)等冰川遺跡集中於一地,是台灣僅見的,也是世界少有的。最初選擇目的地的時候,其實沒有刻意把冰川相關的地貌觀察放在首位,卻在不知不覺中已隨心中喜好而行。

不過台灣的高山有沒有冰川遺跡,時至今日,學術界仍著有正反兩方的論點。1929 年,日據時代台北帝國大學(今台灣大學)地質系的早坂一郎教授根據600 公尺深的海底存在溺谷的發現,推斷台灣曾比現在高出約1000公尺,首次提出台灣高山曾存在冰川的可能性。其後在1932至1934年間,鹿野忠雄、田中薰、富田芳郎等多位日本學者對台灣高山區從事地形和地質研究,宣稱在南湖大山和雪山圈谷群內找到冰蝕地貌的証據,認定台灣高山曾發生過冰川現象。不過在台灣光復後,本土的地質界學者卻持相反意見,詹新甫(1960)和徐鐵良(1990)等,提出疑似圈谷地貌只是河源崩谷的論點。到了近年,大陸(崔之久1981、1989,施雅風 1989、1992、1994)和德國(Margot Bose 1997)從事第四紀冰川研究的學者,均以新的理論,支持台灣高山區在末次冰期時,曾經出現過冰川。

自已比較傾向相信台灣高山曾存在冰川的意見,因為在同樣位於東亞島弧的日本、甚至緯度更低的新幾內亞高山區,經過大規模高山地形的研究後,亦證實了末次冰期曾在高山島嶼上留下遺跡。近年台灣學者更找到冰坎、冰蝕擦痕、冰磧、圈谷石流坡等的直接證據,加上德國學者根據新發展的冰川及冰緣地形學(2),以地貌調查、地貌幾何特性分析(3)和以古氣候資訊為基礎的「雪線重建(4)」等的間接證據,更加有力地證明台灣高山冰川存在的可能。南湖大山區的圈谷群,正是最可能留有末次冰期遺跡的高山地帶,尤其是主峰與東峰間的上、下圈谷,面積大,形狀也保留得最完整,這使我更有興趣親身看看這些冰川遺跡的真貌。

今次南湖大山之旅,部分隊友是第一次接觸壯觀的冰蝕地貌,感覺是頗為震撼。南湖圈谷的照片,在出發前搜集資料時,其實看過不少,甚至現存的冰川,以前在加拿大、尼泊爾、紐西蘭、雲南等地旅行時,也曾經親身踏足其上,不過在南湖現場看到古冰川遺跡的實物時,感覺依然興奮。跟南湖冰川遺跡的初次見面,也帶有點戲劇性,我們在開始攀登五岩峰時,四周已是迷濛一片,攀過五岩峰的巉崖亂石後,來到南湖北峰,本來是俯瞰壯觀的圈谷的最佳地點,卻什麼也看不見。當雲霧忽然散開,在大家都沒有心理準備的情況下,腳下現出一大片廣闊而陡直的碎石坡,一直下瀉至200公尺下的山谷底,大家都不禁嘩然,一方面是因為那下走碎石坡的難度,一方面也是因為那令人震撼的壯觀景像。

這片滿佈碎石、幾乎是一踏足便傾瀉而下的碎石坡,只是分佈於圈谷四周坡地的眾多石流坡中的其中一處。石流坡屬於冰緣地貌,是現代高山「冰緣環境」(Periglacial environment)的產物。所謂冰緣環境,就是位於冰川邊緣、但又不是長年被冰雪覆蓋的環境,這種環境的最大特徵,就是在冰點以上及以下重覆地凍、融的循環現象,這種凍融作用,亦是所謂的「寒凍風化」,是其中最重要的地形營力,令岩石一片片一層層地剝離崩裂。圈谷的谷底與谷坡上,都分佈著大量寒凍風化的碎石堆,明顯地指示出這些古冰斗的遺跡。這種片狀的碎石坡地貌,在岩質主要為板岩的南湖東峰,尤為典型。

「圈谷」原是日本人對冰斗的叫法,不過現在已被用來形容類似冰斗外觀特徵的地形。根據學者近年在南湖大山地區的地貌調查,鑑別出至少18個圈谷,其中13個是完整冰斗,1個是殘餘冰斗,另外4個則是冰盆。這18個圈谷,並不包括1934 年日本學者鹿野忠雄在南湖主峰東面發現並命名為1號和2號的圈谷,也即是登山界一般所稱的「上圈谷」與「下圈谷」。一直被認為是冰斗的上、下圈谷,經過學者近年的考證,發現其實並非單一的冰斗,而是以「U 形谷」為主體與一或多個較小型冰斗的組合。

我們在下圈谷的山屋留宿,吃過晚飯後,時間仍早,我便在圈谷內四處走動,嘗試找尋古冰川的遺跡。站在山屋外仰望,下圈谷的窪陷地形,周邊渾圓,的確很像個冰斗,這主要是因為觀景角度的問題,從空中照片看,圈谷明顯地呈被拉長的卵形。像我這樣的業餘愛好者,如果沒有看過有關的地貌調查文獻,也分辨不出它是冰斗還是U 形谷呢。

古冰川是否曾經存在,最直接的證據,就是找到冰坎、擦痕、磨光面等冰蝕作用的痕跡。可能留有這些冰蝕遺跡的地點,是位於圈谷周圍的陡崖坡面,以及谷底的基岩和堆積碎屑底下冰磧石的岩面上。由於劇烈的風化,一萬年前原U 形谷陡崖上的冰蝕痕跡,基本上已被摧毀得一乾二淨。因此較可能留有冰蝕擦痕的堅硬岩面,恐怕只能在圈谷底被埋在碎屑之下的基岩上找到,所有我只能嘗試尋找肉眼比較容易辨認出的冰坎痕跡。

在所有冰川地形中,冰坎是最能夠直接證明冰川曾經發生的證據。在各地古今冰川的槽底中,存在大量的冰坎,成因乃是固態冰川在重力作用下產生的旋轉運動,造成冰川邊緣往地底挖蝕後,基岩及其上覆的冰積物形成如堤防般橫亙於谷中的一道凸坡。冰坎的位置通常在冰斗的出口(因此也稱「冰斗檻」,英文名稱Cirque threshold,也有同樣的意思),但也會出現在冰川谷的急拐彎位置,由一岸突入U 形谷。台大地理學研究所在2000年發表的調查報告中提到,下圈谷其實是一道南北走向的U 形谷(報告中定名為「2號U 形谷」),冰川在到達北峰前,向左作了一個90度角的轉彎,向西直瀉下現時的南湖溪谷。南湖山屋的位置,正是在這個急拐彎的中央,在山屋向南和和西望,都可以看到明顯如堤般橫亙的凸坡,相信就是冰坎了,我們還跑上了西面的冰坎上,欣賞聖稜線上的日落呢。

圈谷中冰坎的位置,台大的調查報告中沒有標明,在現場也沒有專家可以請教,所以只是自己的猜測罷了,不過壯觀的冰蝕三角面(glacial triangular facet),就很明顯易見了。在下圈谷仰望南湖主峰,不難注意到緊貼圈谷西面缺口的北坡,是一幅巨大的三角面。伸入谷中的山脊,因為擋著冰川移動時的去路,會被冰川削切掉。被冰川削去一角的山脊,呈現三角形,稱冰蝕三角面。在台灣,冰蝕三角面只在南湖大山和合歡山區發現三處,規模又以南湖主峰北坡下的一處最大,由頂點至底端,足有500 公尺的落差。如此巨大的規模,是因為末次冰期時南湖大山主峰下發育的兩條冰川,即1號與2號U形谷內的冰川,在此處匯合,合力削出了這個巨型的三角面。

那麼1號U形谷又在哪裡呢?而下圈谷為什麼是U形谷而不是冰斗?就在第三天攀登南湖主峰和東峰的途中,謎底便逐一揭開了。



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(1) 冰盆(Glacial basin):冰川谷中的盆狀地形。冰川在翻越冰坎後,向下的冰蝕加深,在谷底挖蝕成階狀窪地。冰盆與冰斗的遺跡,很多時候皆被稱為圈谷,但其實是兩種不同的地形,形成的原因稍有不同,發展的位置也不同。冰斗是山岳冰川的發源地,位於冰川谷的頂端(源頭)而非中段,背後亦會有很陡的岩壁。

(2) 冰川地形學(Glacial Geomorphology)與冰緣地形學(Periglacial Geomorphology):近30年來才發展出的地形學思潮。其中一個主要的理論學說和地形觀念,就是認為熱帶3000公尺以上高山區的地形營力,主要是由於「寒凍風化」(Frost weathering),發生在屬於冰緣區的範圍。

(3) 地貌幾何特性分析:根據 Andrews, Embleton & King(1975)等人的冰斗定義,分析圈谷群接近冰斗的程度。

(4) 雪線重建:科學家憑著花粉研究,可得知上次冰河時期的古氣候環境,再根據雪線是年積量與消融量平衡線所在的原理,便可重新推算末次冰期雪線的高度。由雪線重建得知的末次冰期雪線,南湖大山約為3300公尺,雪山則在3500公尺左右,通過參照末次冰期全球各地雪線下降高度的對比,台灣高山末次冰期雪線比現在理論雪線(4300公尺)下降了1000公尺,亦是合理的。高於雪線的海拔,是發生冰川的條件,因此冰斗分佈的高度,與雪線高度密切相關,現時雪山與南湖大山圈谷群的位置,就在末次冰期雪線的高度,間接肯定了冰川曾存在的理論。

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