氷河は、なぜ固い氷なのに川のように流れるの？
― 押しつぶされた氷は、ゆっくり形を変えます

氷は、たたけば割れる固いものです。それなのに氷河は、何千年もかけて谷を下っていきます。じつは氷は、強い力で長い時間押され続けると、割れるかわりに「ゆっくり形を変える」性質を持っています。氷河が流れる理由は、そこにあります。

理由は、大きく2つあります

ひとつめは氷そのものが形を変える話、ふたつめは氷河と地面のあいだの話です。順に見ていきます。

固い氷が「ゆっくり形を変える」とは、どういうこと？

氷の中では、水の分子がきれいな板を重ねたように並んでいます。板と板のあいだは、板の中よりも結びつきがゆるくなっています。ですから強い力がかかると、この面にそって、ほんの少しだけずれることができます。

トランプの束を上から斜めに押すところを思い浮かべてください。1枚1枚はほとんどずれませんが、束全体は斜めにくずれます。氷の中でも、似たことが起きています。

ただし、そのずれはとてもゆっくりです。1年に数十メートルという氷河が多いとされています。だから見ていても、動いているようには見えません。速いものでは1日に数十メートル進む氷河もあると報告されていますが、それでも「じっと見て分かる速さ」ではありません。

大事なのは、この「形を変える」動きが、強く押されているところでしか起きないことです。氷河の表面近くは、上に乗るものが少ないので押される力が足りません。そこは、私たちのよく知る「割れる氷」のままです。そのため氷河の上のほうは、下がゆっくり動くのについていけずに裂けます。これがクレバスと呼ばれる深い割れ目です。図1を見てください。

底の水は、どこから来るの？

氷河の底では、3つのことが同時に起きています。ひとつは、地球の内部から上がってくる熱です。地面はどこでも、少しずつ熱を外へ逃がしています。ふたつめは、氷が岩の上をこすれるときに生まれる熱です。手をこすると温かくなるのと同じです。

3つめが、少し不思議な話です。氷は強い力で押されると、溶ける温度がわずかに下がります。つまり、押されているぶんだけ「0度より低くても溶けられる」ようになります。ただしこの効果はとても小さく、厚い氷河の底でも下がり方は1度に満たないとされています。それでも、もともと底の温度が0度に近ければ、溶けるかどうかの分かれ目になります。

こうしてできた薄い水が、氷河と岩のあいだをすべりやすくします。同じ厚さの氷河でも、底が凍りついているものと、水がはさまっているものとでは、動く速さがまるで違ってきます。

まとめ

氷河が流れるのは、氷が「割れる固さ」と「ゆっくり形を変えるやわらかさ」の両方を持っているからです。表面は割れ、深いところは形を変え、底はすべる。この3つが重なって、氷のかたまりは川のように谷を下っていきます。

氷は、強く押されて長い時間がたつと、
割れるのをやめて、流れはじめます。

氷そのものの変わった性質についてはなぜ氷は水に浮くの？、長い時間をかけて山が作りかえられる話は山の上にある貝の化石は、どうやってそこへ行ったの？もあわせてどうぞ。雪の結晶ができるしくみは雪はなぜ六角形なの？で説明しています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。雪や氷におおわれた場所へ出かけるときは、現地の管理者や自治体などの案内・指示に従ってください。