瓦特纳冰川国家公园

瓦特纳冰川国家公园因其独特的地质历史而享誉全球，其地质历史很大程度上是由漫长的冰与火的交锋所谱写的。

1.1  世界遗产

    要被列入联合国教科文组织世界遗产名录，一个地方或自然现象必须具有所谓的全球独特价值。瓦特纳冰川国家公园于2019年被列入世界遗产名录，因为它是地球历史重要阶段的杰出代表，包括生命的记录、地貌发育过程中重要的地质过程，以及重要的地貌或自然地理特征。

    联合国教科文组织（UNESCO）致力于促进对世界各地具有杰出人类价值的文化和自然遗产的识别、保护和保存。这体现在联合国教科文组织于1972年通过的《保护世界文化和自然遗产公约》这一国际条约中。文化遗产指的是具有历史、美学、考古、科学、民族学或人类学价值的古迹、建筑群和遗址。自然遗产指的是杰出的自然、生物和地质构造，濒危动植物物种的栖息地，以及具有科学、保护或美学价值的区域。

    遗产是我们从过去继承的遗产，是我们今天赖以生存的，也是我们留给子孙后代的。我们的文化遗产和自然遗产都是不可替代的生命和灵感源泉。它们是我们的试金石、我们的参照点、我们的身份认同。世界遗产概念的独特之处在于其普世性。世界遗产地属于全世界所有人民，无论其位于何处。

   瓦特纳冰川国家公园根据自然标准（viii）被列入世界遗产名录。这意味着该区域堪称地球历史重要阶段的杰出代表，包括生命起源、地貌发育过程中重要的地质活动，以及重要的地貌或地形特征。

1.1.1独特性

    陆地上活跃的海洋裂谷、地幔柱、大气层和冰盖（其大小和范围在过去280万年间不断变化）的共存和持续相互作用，使该区域在全球范围内独一无二。地球系统的相互作用不断地塑造和重塑着这片区域，造就了极其多样化的地貌以及种类繁多的构造、火山和冰火山特征。其中，玄武岩熔岩盾（冰岛盾）、火山裂缝和火山锥群、广阔的溢流熔岩以及冰盖主导的冰火山特征（如平顶山和山峰）尤为引人注目且独具特色。有趣的是，该地块裸露的火山地貌已被用作火星上类似地貌的类比对象。地热和冰下喷发产生的融水和冰川崩塌，在瓦特纳冰川冰盖的南北两侧维持着全球独一无二的沙质平原，以及快速演变的峡谷。此外，该地块还包含一系列动态的冰川和地貌特征，这些特征是由冰川扩张或消退响应气候变化而形成的。在瓦特纳冰川众多出口冰川的末端及其前缘地带，尤其是在南部低地，这些地貌特征易于到达和探索，这使得该地块成为冰川研究的旗舰地点。

1.1.2冰与火

    这片标志性的火山区域占地超过140万公顷，几乎占冰岛领土的14%。它拥有十座中心火山，其中八座是冰下火山。其中两座火山是冰岛最活跃的火山之一。火山与瓦特纳冰川冰盖下方的裂谷相互作用，形成多种形式，其中最壮观的是冰川洪水（jökulhlaup）——火山喷发时冰川边缘决堤引发的突发性洪水。这种反复发生的现象造就了独特的沙质平原、河流系统和快速演变的峡谷。火山地区也是一些特有地下水动物的家园，它们在冰河时代幸存了下来。

1.1.3提名过程

    冰岛政府提交的瓦特纳冰川国家公园世界遗产名录申报提案由环境与自然资源部长古德蒙杜尔·英吉·古德布兰德松和教育、科学与文化部长莉莉娅·阿尔弗雷德斯多蒂尔签署。该提案于2018年1月提交至位于巴黎的世界遗产委员会办公室。申报准备工作始于2016年，申报文件由瓦特纳冰川国家公园受环境与自然资源部和教育、科学与文化部委托编制。两部委设立了一个指导小组，负责监督和管理申报过程。

    2019年7月5日，瓦特纳冰川国家公园正式列入联合国教科文组织世界遗产名录。在阿塞拜疆巴库举行的世界遗产委员会会议上做出的决定确认，瓦特纳冰川国家公园和隆索拉菲自然保护区的自然环境对人类具有独特的价值。

1.1.4管理和保护要求

    瓦特纳冰川国家公园（Vatnajökull National Park）是负责执行公园相关法律的主要国家机构，也是一个高效的组织，得到了冰岛政府、地方市政当局和企业各级的支持。该机构拥有成熟的管理体系，并配备了经验丰富的长期管理人员，其中包括一支强大的常驻和临时工作人员队伍。

    为维护和加强遗产地的保护和管理，建议缔约国采取以下措施：

    及时完成瓦特纳冰川国家公园管理计划的修订，确保其全面涵盖遗产地内的所有区域；

    努力将赫尔杜布雷达林迪尔自然保护区和隆索拉菲自然保护区并入瓦特纳冰川国家公园，以促进对整个遗产地的协调管理；

    鉴于瓦特纳冰川国家公园近期新增区域以及近期游客数量的快速增长，应增派人员，包括外勤人员和行政支持人员，以确保遗产地的有效保护和管理；

    在遗产地南部杰古沙龙冰河湖周边以及北部黛提瀑布等游客密集区域建设充足的游客设施；

    对在遗产地内运营的商业经营者和导游实施有效的认证制度；以及

    采取采取额外措施，阻止游客非法越野驾驶，并修复因这些行为和其他游客活动而受到不利影响的任何区域。

1.2 冰川消融

    冰川覆盖了冰岛约10%的面积。1890年后，大部分冰川开始退缩，而自2000年以来，出口冰川的退缩速度异常迅猛，其质量损失位居世界记录最高之列。由于气候变化，冰川将继续融化和退缩，到2100年，其体积可能会减少一半。200年后，最高的山峰上可能只剩下少量冰盖。

1.2.1冰川消融——项目介绍

    “冰岛冰川——研究气候变化的天然实验室”（简称“冰川消融”）。冰岛环境与自然资源部已指定瓦特纳冰川国家公园与冰岛气象局合作实施该项目，并与冰岛东南部自然研究中心和冰岛大学地球科学研究所合作开展。该项目是政府气候变化议程的一部分，旨在提高公众对气候变化及其对冰岛及其他地区冰川影响的认识。

1.2.2冰岛冰川动态

    冰岛每年都会发布一份简报，更新冰岛冰川的最新情况。过去25年来，冰岛冰川一直在快速消融，冰川消融是该国气候变暖最显著的后果之一。本期简报简要介绍了自1900年以来冰川的变化，以及近年来对冰川末端、冰川物质平衡和冰川变化引起的地壳运动的监测结果。简报还提供了2021年秋季更新的冰川轮廓图和更新的物质平衡时间序列数据。

1.2.3气候变化与冰川

    天气瞬息万变，只能预测未来几天的天气状况，而气候则是指一个地区普遍存在的天气状况，其变化较为缓慢。要监测气候变化，必须对天气进行数十年的测量。

    20世纪全球地表温度平均上升了0.8摄氏度，北极和亚极地地区的升温幅度是全球的两倍。考虑到每日气温的波动，这种升温幅度似乎并不算大，但作为年平均气温的变化，它会产生重大影响，例如导致海冰和冰川融化、海平面上升、温带地区植被生长旺盛以及鸟类和动物迁徙路线的改变。

    当前全球变暖的主要原因是人类活动向大气中排放二氧化碳（CO2）和其他温室气体，例如甲烷（CH4）。温室气体浓度的增加是由于发电厂、交通运输和工业中煤炭和石油等化石燃料的燃烧，以及森林砍伐、土壤侵蚀和农业活动导致二氧化碳吸收量减少所致。自工业革命以来，大气中的二氧化碳含量已增加超过45%。此后，海洋吸收了人为二氧化碳排放的三分之一，导致海洋酸化，从而抑制贝壳生长。海洋酸化最终将导致海洋物种灭绝，并对海洋生态系统产生广泛影响。

    冰岛冰川在过去二十多年里迅速消融，冰川消退是气候变暖最显著的后果之一。过去十年中，一些冰川已经消失，例如冰岛西部的奥克冰川。冰岛冰川在19世纪末达到最大规模，此后不断消融，面积减少了超过2100平方公里（17%）。冰川径流发生了变化，许多冰川前形成了冰川湖或冰川湖面积扩大，而有些冰川湖则消失了。近二十年来，冰川退缩的速度加快，在2000年至2017年期间，冰川面积减少了700多平方公里，平均每年减少43平方公里（相比之下，雷克雅未克的面积为273平方公里）。

    冰川是地球上最大的淡水库。最大的冰川是南极洲和格陵兰岛的冰盖。许多较小的冰川分布在极地和亚极地地区，实际上，每个大陆的山区都有冰川。冰川融水用于灌溉农作物，为数百万人提供饮用水，并用于水力发电。

    冰岛冰川的冰量为3500立方公里，其中瓦特纳冰川冰盖就含有3000立方公里。如果冰岛所有冰川全部融化，整个国家将被淹没在30米深的水下，或者全球海平面上升1厘米。然而，如果全世界所有冰川都融化，海平面将上升约65米。沿海城市以及地球上大片农田都将被淹没。

    冰岛位于北大西洋，北极圈以南。该国处于极地气候带和温带两大气候带的交界处，因此其气候可归类为寒温带气候。来自南方的暖流——北大西洋暖流——使得冰岛的气候比人们根据其纬度预期的要温和。1980年至2000年期间，冰岛低地的年平均气温在2至5摄氏度之间。主要冰川的位置受南风带来的大量降水影响，这些降水被输送到冰岛南部沿海地区。瓦特纳冰川（Vatnajökull）和米尔达斯冰川（Mýrdalsjökull）高海拔地区的年平均降水量为4000-5000毫米（最高可达8000毫米），而朗格冰川（Langjökull）和霍夫斯冰川（Hofsjökull）的年平均降水量最高可达3500毫米。

    利用格陵兰冰盖冰芯中的氧同位素作为温度指标，人们曾估算过包括冰岛在内的北大西洋地区过去的气候。小冰期（约公元1450-1900年）期间气候最为寒冷。从冰岛人定居时期（约公元874年）到13世纪，冰岛的气候与1920-1960年期间相似，年平均气温比小冰期最冷的时期高约1摄氏度。冰岛东南部地区受近几百年气候波动的影响程度，在冰岛其他地区并不多见。在小冰期期间，那里的冰川扩张到了历史上前所未有的规模。

1.2.4冰川对气候变化的响应

    冰川对气候变化的响应取决于其大小和形状，但大多数冰川会在几年内通过调整冰舌的位置来应对物质平衡的变化。之后，冰川会持续退缩或前进数年甚至数十年，直至完全适应气候变化。短而陡峭的山谷冰川会在一二十年内完成调整，但规模更大、坡度更缓的冰川则需要更长的响应时间。因此，冰川对物质平衡变化的响应取决于其下伏冰床的坡度和形状，以及是否存在冰川湖（冰川湖会加速融化）。气候变暖会导致冰川消融量和消融季节的持续时间增加。融水增加会润滑冰床，从而加剧冰川滑动，而对于流入海洋的冰川来说，崩解现象也会更加频繁。

    冰川对气候变化的敏感性是指冰川物质平衡或体积对特定气候变化（温度和降水）的响应变化。近期对斯卡拉费尔冰川、海纳贝格冰川和弗拉约冰川出口冰川的温度和降水变化响应的模型研究表明，仅升温1摄氏度就会导致这些冰川损失25%至35%的体积。升温2摄氏度最终（在模型运行约100年后）将导致近60%的原始冰量损失。我们或许认为升温1摄氏度并不算多，但这样的变化却会对冰川产生显著影响。

    目前，格陵兰岛和南极洲正在发生剧烈的变化，而且变化速度比之前的预测更快。消融区面积扩大，海拔升高，融水汇集在众多地表水洼中，这些水洼随着水流顺着冰臼流入冰川底部而突然干涸。这种变化导致冰流速度加快，进而导致流入海洋的出口冰川崩解速度加快。

1.3冰川学

    冰川冰由冰晶、雪、空气、水和沉积物组成。当全年积雪量超过夏季融化量时，冰川便会形成。

1.3.1冰川是如何形成的？

    冰川冰由冰晶、雪、空气、水和沉积物组成。冰川主要由压缩的雪形成，只有一小部分是由水的冻结形成的。当一年中积雪量超过夏季融化量时，冰川就会形成。随着积雪层的不断积累，埋藏的雪粒变得越来越紧密，并转化为粒雪，粒雪随后在重结晶过程中变质成冰川冰。这个过程发生在海拔较高的积累区。厚厚的冰体在自身重力的作用下变形，像面团或熔融金属一样向下游流动。冰体向下流向消融区，那里的融化量超过了一年中积雪量的积累量。

1.3.2平衡线

    分隔积累区和消融区的线称为平衡线。平衡线的高度取决于温度、降水量和周围的地形。如果气候条件保持不变，平衡线和冰川边缘都不会发生变化。

    目前，瓦特纳冰川南部的平衡线高度通常在海拔 1000 至 1200 米之间，但具体高度因地而异。在小冰期末期，瓦特纳冰川东南部的平衡线可能比现在低约 300 米。因此，向南流淌的冰川的积累区面积更大。由于气温较低且融化期较短，冰川消融较少，冰川向下推进，深入到山谷和低地。

1.3.3为什么冰川是蓝色的？

    冰之所以是蓝色的，是因为它反射蓝光，同时吸收光谱中的红光和黄光。雪看起来是白色的，是因为雪花之间的空气反射了所有光谱的光（白色）。因此，冰中的气泡越多，看起来就越白。

1.3.4冰裂缝

    冰裂缝是指冰川表面因冰川流动引起的应力变化而形成的裂缝或断裂。冰裂缝的形状从线形到弧形不等，长度从几米到几公里不等。它们的方向可以与冰川流动方向任意。最深的冰裂缝可能超过30米。理论上，冰的重量将冰裂缝的深度限制在30米左右。低于这个深度，冰层内部通常存在足够的压缩力来阻止裂缝的进一步扩展。然而，如果水进入正在扩展的冰裂缝，它会像楔子一样，进一步加深裂缝，有时甚至会贯穿整个冰川数百米。冰裂缝的主要类型有纵向裂缝、横向裂缝和边缘裂缝。冰裂缝通常隐藏在积雪之下，但许多在夏末会变得清晰可见。在消融区，冰裂缝通常非常明显，有些甚至会演变成延伸至冰川底部的冰臼。

1.3.5冰川崩塌

    冰岛语“冰川雪崩”已被国际广泛接受，用来指代冰岛多地频繁发生的冰川溃决洪水。冰川崩塌极其危险，对居民点构成重大威胁。其成因包括地热区上方冰层的持续融化、火山喷发期间岩浆与冰相互作用导致的融化，以及冰川堰塞湖中储存的水体释放。冰川溃决洪水（Jökulhlaup）维持着瓦特纳冰川（Vatnajökull）冰盖南北两侧全球独一无二的沙质平原，以及快速演化的峡谷。冰川溃决洪水在瓦特纳冰川冰盖以北的地貌演化中发挥了重要作用。 28 公里长的 Jökulsárgljúfur 峡谷是在全新世早期由一些源自 Vatnajökull（克韦尔克山火山或 Bárðarbunga 火山）的巨大冰川滑坡形成的，并淹没了 Jökulsá á Fjöllum 冰川河的路径。

    格里姆斯瓦特恩（Grímsvätn）冰下火山口湖由地热维持，是世界上最著名的冰川滑坡的源头。自中世纪以来，已有超过40次冰川滑坡的记录。这些滑坡沿着斯凯达冰川（Skeiðarjökull）出口冰川的河床滑行50公里后，最终汇入斯凯达拉河（Skeiðará）。在规模最大的一次冰川滑坡中，几乎整个斯凯达拉沙丘（Skeiðaråsandur）冲积平原（面积约1000平方公里）都被淹没。斯凯达拉沙丘可能是世界上最大的位于活冰川前的冲积平原。在过去一万年中，冰川河流和冰川的共同作用，使100至250米厚的沉积物不断堆积。

    冰川洪水也经常发生在斯卡夫塔河，其源头是斯卡夫塔冰下湖。斯卡夫塔冰下湖（Skaftárkatlar）位于格里姆斯瓦滕（Grímsvätn）西北部，是冰川表面的凹陷，周围环绕着由冰川底部地热融化形成的圆形裂缝。地热活动导致融水在冰下湖下方的两个位置汇聚，形成冰下湖，湖泊区域的冰川厚度为350-400米。当湖水释放时，冰盖表面会下降70-100米。之后，冰川之间的冰面会再次上升。

1.3.6涌动

    一些被称为涌动型冰川的冰川，会经历快速前进的时期，在此期间，它们的前进速度远超正常水平。冰川快速滑动是由冰川底部持续的高水压引起的。在涌动期间，冰川的移动速度可达正常速度的100倍，冰川前缘可在数月内推进数公里。涌动型冰川的特点是表面坡度平缓（通常为1.5-4°），其移动速度过慢，无法与积雪保持平衡。这种日益加剧的不平衡会周期性地通过短期涌动来“纠正”。在涌动期间，物质输送量可高达静止期总冰通量的25%，这通常会影响冰盖的大片区域，包括冰脊的位置、邻近冰盆的流动、冰盖的大小和形状以及冰川底部的水流。瓦特纳冰川冰盖高达75%的面积都受到出口冰川涌动的影响，其中许多冰川都有定期涌动的历史。自 20 世纪 90 年代以来，瓦特纳冰川 (Vatnajökull) 的多个出口冰川发生涌动，但此后仅发生过一次涌动，即 2008 年至 2011 年间克韦尔冰川 (Kverkjökull) 的出口冰川涌动。

1.3.7冰川地貌

    冰岛地质的特征是反复的火山喷发和冰川侵蚀地层。瓦特纳冰川南侧的出口冰川极大地影响了沿海地貌，并造就了崎岖的高山地区。厄拉法冰川 (Öræfajökull) 的出口冰川侵蚀了火山山丘，并雕琢了周围的地貌。冰川地貌包括冰碛、冰川湖、干涸的河床和冰川沉积物。科学家们对这些冰川地貌进行研究，并确定不同时期冰川的范围。冰川和冰川河流以多种方式重塑着地貌。冰本身质地太软，无法侵蚀基岩，但嵌入冰中的岩石和砾石会雕刻冰川床，形成所谓的冰川擦痕。冰川碎屑被携带到冰川顶部、冰层内部以及基岩与冰的交界面。这些碎屑最终沉积在冰川的侧翼或边缘，形成冰碛。

1.3.8冰川湖

    出口冰川会侵蚀过深的槽谷，随着冰川的退缩，水会积聚在冰川消融后留下的洼地中，形成冰川湖。这些湖泊会加速冰川融化，因为冰块会从冰川舌上崩落，这一过程被称为冰崩。冰岛最大、最活跃的冰川湖是位于布雷扎默库桑杜尔（Breiðamerkursandur）的杰古沙龙冰河湖（Jökulsárlón）。杰古沙龙冰河湖是冰川侵蚀形成的一条长约25公里、深约200-300米的槽谷的入口。

    近年来，瓦特纳冰川东南部的许多出口冰川前都形成了冰川湖。斯维纳冰川和斯卡夫塔冰川前的冰川湖便是此类湖泊形成过程的典型例证。最初形成的是一些小水洼，这些水洼很快汇聚成位于冰碛和冰川末端之间的狭长湖泊。当冰川前缘变薄、上浮并崩解成块时，湖泊会迅速扩大。最终，可能会形成一个大型湖泊，冰川会沿着陡峭的前缘崩解入湖中。

1.3.9冰川类型

冰川可根据其形状、面积/海拔分布、温度、运动或位置进行分类。以下是一些典型冰川的定义：

出口冰川

从冰盖、冰帽或冰原流出的冰川，通常沿着地形低洼处（例如山谷）流动。瓦特纳冰川（Vatnajökull）冰帽由冰穹组成，约有40条出口冰川由此流出。

冰瀑

通常是冰川的一部分，冰体从非常陡峭的基岩上流下。因此，冰瀑表面破碎且裂缝密布。莫尔萨冰川（Morsárjökull）、斯维纳费尔斯冰川（Svínafellsjökull）和法尔冰川（Falljökull）均从高海拔地区滑落。

冰盖

穹顶状的冰体，面积小于50,000平方公里，呈放射状流动，通常位于地貌的最高点。冰盖主要形成于极地和亚极地地区。冰岛的五大冰川——瓦特纳冰川 (Vatnajökull)、霍夫斯冰川 (Hofsjökull)、朗格冰川 (Langjökull)、米尔达斯冰川 (Mýrdalsjökull) 和德朗加冰川 (Drangajökull)——均为冰盖。

冰盖

面积广阔、不受地形限制的冰体，其大小可达大陆尺度，或大于 50,000 平方公里（例如南极冰盖和格陵兰冰盖）。

山麓冰川

山谷冰川，延伸至相对平坦的平原，并在那里形成球状冰舌。霍夫斯冰川冰盖中的斯凯扎冰川 (Skeiðarjökull) 和穆拉冰川 (Múlajökull) 属于山麓冰川。

岩冰川

由缓慢移动、覆盖着碎屑的冰体形成的地质构造，常见于陡峭的山谷中。当冻土沿坡向下移动时，也可能形成岩冰川。岩石与冰的比例有利于岩石。岩冰川通常分布在特罗拉斯卡吉半岛。

悬冰川

当山谷冰川萎缩退缩时，有时会在中央冰川上方的高处，也就是侧谷中留下支流冰川。例如，莫尔萨冰川以东的比尔基达尔冰川。

碎屑覆盖冰川

当冰川表面的碎屑层厚度超过几厘米时，会抑制冰川的融化速度。如果碎屑层连续覆盖，消融速度会显著降低。赫鲁塔冰川就是一个典型的碎屑覆盖冰川。

潮汐冰川

延伸到海洋中的冰川，通常会伴有冰山崩解。布雷扎默克冰川崩解入杰古沙龙冰河湖，湖水与海水混合。

1.3.10

冰川融水与河流

    融水从冰川末端的出口流出，形成冰川河流。冰川河流富含碎屑、沙粒和悬浮在水中的极细沉积物，使河水呈现浑浊状，有时被称为“冰川乳”。由于冰川边缘地貌不断变化，河流很容易改道，留下干涸的河床和废弃的桥梁。例如，冰岛最长的桥梁——横跨斯凯达拉河（Skeiðará）的桥梁——在2009年改道汇入吉尤克维斯尔河（Gígjukvísl）后已被拆除。

冰下喷发

    瓦特纳冰川（Vatnajökull）覆盖着一部分新火山带和七座中心火山，其中包括冰岛最活跃的四座火山：格里姆斯瓦滕火山（Grímsvätn）、巴尔扎邦加火山（Bárðarbunga）、克韦尔克菲约尔火山（Kverkfjöll）和厄拉法冰川（Öræfajökull）。冰与火山的相互作用形成了各种地质构造。冰下喷发会导致爆炸性潜水岩浆喷发。在喷发地点潮湿炎热的环境中，火山碎屑迅速粘合在一起，形成角砾岩或玻屑岩。玻屑岩山脉和山脊是冰岛新火山区的典型地貌，但在世界其他地区较为罕见。1996年吉亚尔普火山喷发期间，形成了一条长达7公里的玻屑岩山脊，如今已被冰川掩埋。冰岛的玻屑岩主要形成于冰河时期冰期，当时冰岛被巨大的冰盖覆盖，而冰下喷发活动是造成这一现象的主要原因。

    冰下喷发期间积聚的融水可能引发灾难性的冰川雪崩，对人员和基础设施构成威胁。像厄拉法冰川这样的陡峭火山的喷发和雪崩会破坏冰川本身的稳定性，导致大块冰体崩解并像雪崩一样向下倾泻而下。在厄拉法冰川的山麓地带，人们发现了由这类灾难性事件形成的地貌，这些地貌形成于1362年和1727年的火山喷发期间。

1.4瓦特纳冰川

    在瓦特纳冰川国家公园内，许多地貌特征都见证了冰川的消融，这是人为气候变暖最显著的后果之一。目前，瓦特纳冰川南部的所有出口冰川都在以前所未有的速度退缩和变薄。这些冰川在全新世（过去一万年）时期达到最大规模，而这仅仅发生在130年前，冰川地貌特征，包括保存完好的侧碛和终碛，都证实了这一点。公园内的一些冰川与格陵兰岛和南极洲广袤冰盖的冰川环境相似，而另一些冰川则与第四纪大陆冰盖边缘的冰缘环境类似。

    瓦特纳冰川是一个典型的温带冰盖，由冰穹和众多出口冰川组成，其中一些冰川会不定期地发生涌动。 2023年，瓦特纳冰川的面积约为7500平方公里（约占冰岛国土面积的7%），尽管上个世纪其体积已减少超过15%，但它仍然是欧洲体积最大的冰盖。冰盖下隐藏着七座活火山、山谷和冰川槽。在斯卡夫塔尔卡特拉尔（Skaftárkatlar）、格里姆斯瓦滕（Grímsvätn）和克韦尔克菲约尔（Kverkfjöll）等地，火山活动和地热维持着冰下湖和边缘湖，这些湖泊会向冰川融水汇聚的河流中倾泻而下的洪水，称为冰川洪水（jökulhlaup）。这些洪水对邻近居民点构成了威胁。冰川洪水也经常从冰坝湖（例如格雷纳隆湖和瓦特斯达尔斯隆湖）中涌出。瓦特纳冰川对周边地区的水文状况至关重要，部分冰川融水被用于水力发电。冰盖靠近人口稠密地区和交通要道，众多冰川出口是热门的旅游目的地。

1.4.1关于瓦特纳冰川的事实

面积：约 7500 平方公里（2023 年）

体积：约 3000 立方公里（2017 年），相当于全球海平面上升 1 厘米

如果瓦特纳冰川覆盖冰岛，冰层厚度约为：30米

从西到东的距离：143 公里（Tungnaárjökull – Öxarfellsjökull）

最高峰：华纳达尔修库尔：2110 m

喷出冰川数量：约40

最大厚度：950 m（位于 Kverkfjöll 和 Öræfajökull 之间的山谷）

最低冰川终点：Breiðamerkurjökull，低于海平面 260 m

瓦特纳冰川的重量：30亿吨，将地壳推至冰盖中部下方约100米

火山系统数量：七个（Öræfajökull、Bárðarbunga、Kverkfjöll、Grímsvötn、Þórðarhyrna、Hamarinn、埃斯尤菲厄尔）

驻扎小屋数量：六个（Grímsfjall (3)、Esjufjöll、Goðahnjúkar、Kverkfjöll）

1.4.2冰与火

    瓦特纳冰川覆盖着部分新火山带和七座中心火山，其中包括冰岛最活跃的四座火山：格里姆斯瓦滕火山、巴尔扎邦加火山、克韦尔克火山和厄拉法冰川。冰与火山的相互作用造就了多种多样的地质构造。冰下喷发会引发爆炸性的潜水岩浆喷发。在喷发地点潮湿炎热的环境中，火山碎屑迅速粘合在一起，形成角砾岩或玻屑岩。玻屑岩山脉和山脊是冰岛新火山带的典型特征，但在世界其他地区却十分罕见。1996年吉亚尔普火山喷发期间，形成了一条长达7公里的玻屑岩山脊，如今已被冰川掩埋。冰岛的玻质碎屑岩主要形成于冰期冰期期间的冰下喷发活动，当时冰岛被巨大的冰盖覆盖。

    冰下喷发期间积聚的融水可能引发灾难性的冰川雪崩，对人员和基础设施构成威胁。像厄拉法冰川（Öræfajökull）这样的陡峭火山的喷发和雪崩会破坏冰川本身的稳定性，导致大块冰体崩落并像雪崩一样倾泻而下。在厄拉法冰川的山麓地带，人们发现了由此类灾难性事件形成的地貌，这些地貌形成于1362年和1727年的火山喷发期间。

1.4.3变化

    瓦特纳冰川（Vatnajökull）的质量周转率很高，是全球对气候变化最敏感的冰盖之一。研究气候变化的历史及其对冰盖的影响，是冰川学研究的重要贡献。要预测冰盖的未来演变，必须了解和掌握冰川过程。瓦特纳冰川几十年来乃至几个世纪以来一直是科学研究的对象，其出口冰川的首次详细描述可追溯到18世纪后期。便捷的机动车交通，以及冰岛冰川学会的小屋和设施，都为瓦特纳冰川的研究提供了便利。瓦特纳冰川及其易于接近的出口冰川和周围的冰缘地貌，使其成为冰川学、地质学和生物学研究的天然实验室。每年都有多次科考探险活动开展。

1.4.4冰盖的形成

    瓦特纳冰川并非大约2万年前末次冰盛期覆盖冰岛的威斯康星冰盖的残余。位于冰盖东北部的拉加尔弗约特湖（Lagarfljót）的沉积记录，揭示了瓦特纳冰川（Vatnajökull）全新世的演化过程。该湖接收来自埃亚巴卡冰川（Eyjabakkajökull）出口冰川的融水。大约9000年前，该湖已无法检测到冰川沉积物。在全新世最温暖的时期（5000-8000年前），巨大的维塞尔冰盖已经消失，可能只剩下一些小型冰川残留在最高的山峰上。冰川融水重新流入拉加尔弗约特湖（标志着埃亚巴卡冰川的回归）的时间大约在4500年前。这与其他来自冰岛的数据相吻合，这些数据表明，大约5000年前，冰岛夏季气温开始下降，高地冰川也在扩张。在弗拉冰川（Fláajökull）和斯卡夫塔费尔斯冰川（Skaftafellsjökull）前缘发现的树干，其年代可追溯至约2000年前，表明当时相应的山谷尚未被冰川覆盖。

    瓦特纳冰川（Vatnajökull）的形成始于海拔1200至2000米山脉冰川的汇聚。根据数值模型，这一阶段大约发生在1000至1500年前。到人类定居时期（约公元874年），这些冰川已汇聚成一片连续的冰盖。全新世后期逐步降温最终导致了小冰期（LIA），这是一个从公元1450年至1900年间气候较为寒冷且变化无常的时期，影响了北半球的大部分地区。然而，瓦特纳冰川东南部的冰川出口直到17至18世纪才到达低地。到19世纪末，冰盖达到了全新世时期的最大规模。此后不久，冰川出口开始消退，标志着冰岛小冰期的结束。

    再往东，冰川河流的侵蚀对农田和其他植被覆盖区造成了严重影响，尤其是在斯坦纳沃滕河、海纳贝格萨河和霍纳峡湾湖附近。在小冰期，冰川融水从冰碛湖流出，对当地居民造成了日益严重的威胁。近年来，许多遭受冰川河流侵蚀数个世纪之久的地区已成功恢复植被，霍纳峡湾霍芬附近的斯科盖地区就是一个典型的例子。其他一些地区，例如斯凯扎拉桑杜尔，则正在通过自然方式恢复。

1.5冰川学研究

    研究冰川和气候能够帮助我们了解过去和未来。监测冰川是一项重要的工作，自 1903 年以来，冰岛冰川学会的志愿者们一直在开展相关工作。

1.5.1冰川门户网站

    冰川门户网站是一个合作项目，旨在展示冰川测量数据，并概述冰川学研究和冰岛冰川的变化。该门户网站提供由冰岛各机构、组织、公司、学会和个人定期开展的冰川学测量和观测数据。

1.5.2物质平衡和气象测量

    自 1992 年以来，冰岛大学地球科学研究所和国家电力公司合作，对瓦特纳冰川进行了定期的物质平衡监测。春季通过钻取冬季积雪岩芯来测量积雪量，而冰川消融量则通过测量冰川冰层钻孔中桩柱高度或导线长度的变化来测量。由此得到的物质平衡数据集用于研究冰川体积变化、估算融水对冰川河流的贡献（径流）、进行物质平衡建模，以及评估气候变化对物质平衡的海拔和区域影响。利用物质平衡测量数据和观测到的垂直物质平衡梯度（即海拔与物质平衡之间的统计关系），绘制了物质平衡图。

    自1994年以来，夏季在冰盖上运行着自动气象站。这些气象站测量温度、相对湿度、风速和风向以及辐射分量。气象数据用于估算融化与气象要素之间的关系，也用于物质平衡建模。

    火山灰和沙丘平原的尘埃对冰盖质量平衡的影响已被广泛研究。少量空气中的尘埃沉积在冰川上会降低表面反照率，从而加速冰川融化。然而，火山灰或尘埃的厚度起着决定性作用。薄层会加速冰雪融化，而厚度超过约10-15毫米的火山灰层则会起到隔热作用。火山灰的影响在喷发后立即显现，但在积累区，火山灰会被冬季积雪迅速覆盖，而在消融区则会被冲刷掉。

    由于气候变暖导致表面质量负平衡，以及冰川崩解入杰古沙龙冰河湖，布雷扎默克冰川出口冰川正在退缩和变薄。目前，冰川崩解造成的质量损失约占布雷扎默克冰川总质量损失的三分之一。

1.5.3无线电回波探测测量

    自1980年起，人们开始利用无线电回波探测技术系统地绘制瓦特纳冰川（Vatnajökull）下方的基岩地形图。无线电回波探测仪由雪地摩托或雪橇牵引，用于测量连续的反射无线电波剖面。通过记录从冰川底部反射的波的传播时间，可以计算出冰层厚度。迄今为止，已测量了约10,000公里的剖面，冰盖上的平均间距为200至1000米。在机动车辆无法通行的区域，例如裂缝密集的区域和厄拉法冰川（Öræfajökull）的出口冰川，也进行了徒步点测量。通过对无线电回波探测剖面进行插值，绘制出了冰下地形图。高分辨率地图展现了此前未知的地貌和地质构造，包括火山系统的几何形态和位置、冰川洪水可能的路径以及冰川河流的集水区。深邃的槽谷和高耸的高原隐藏在冰面之下，许多南部出口冰川侵蚀出深谷，深度可达海平面以下260米。

    自小冰期结束以来，冰川在不同时期的范围已通过冰川地貌、地图、航空影像和遥感数据得以描绘。不同时期的冰川表面地图现已发布，其中包括基于激光雷达和卫星测量的高分辨率数字高程模型（DEM）。这些地图提供了冰面几何形态变化的信息，并可用于描绘冰臼和冰流盆地。此外，这些地图对于冰川洪水的研究、冰裂缝的测绘以及冰川变化的研究都非常有用，并彻底改变了冰川变化的研究方式。

1.5.4冰川末端监测

    自 1930 年以来，冰岛冰川学会的志愿者们一直定期监测瓦特纳冰川 (Vatnajökull) 许多出口冰川的末端位置。监测工作包括测量冰川末端相对于参考点的位置，目前每年在全国 35 个冰川末端进行。这些测量数据发表在《冰川》(Jökull) 期刊上，是了解冰岛近百年来冰川变化的重要信息来源。数据记录了冰川末端的退缩和前进，以及在某些情况下出现的冰川涌动。研究结果已提交至世界冰川监测服务 (World Glacier Monitoring Service) 的国际冰川变化数据库。这些测量数据、显示测量点位置的地图以及发表在《冰川》(Jökull) 期刊上的冰川末端变化年度报告，均可在冰岛冰川学会的冰川变化网站上查阅。

1.5.5冰川表面速度

    冰川的移动速度主要取决于冰层厚度、表面坡度、基底沉积物的厚度和性质以及冰层温度，但也受天气和季节的影响。夏季，研究人员利用GPS仪器测量了部分出口冰川的表面速度，并根据卫星数据编制了速度图。夏季速度通常是冬季速度的两倍。较大的出口冰川在夏季的移动速度约为每天1米。冰岛大学地球科学研究所维护的速度测量数据集和冰面图对于研究冰川涌动至关重要。

1.5.6模型研究

    已开展了多项关于瓦特纳冰川冰盖对气候变化响应的模型研究。模型显示，200年后，瓦特纳冰川（Vatnajökull）最高峰上的冰盖将仅存少量，即厄拉法冰川（Öræfajökull）、巴尔扎邦加山（Bárðarbunga）以及格里姆斯沃滕山（Grímsvötn）、巴尔扎邦加山和克韦尔克菲约尔山（Kverkfjöll）之间的高原地区。瓦特纳冰川的冰量在未来50年内可能会减少约25%。与此同时，由于消融加剧，冰盖径流量将会增加，并持续高于目前水平，直至22世纪，或直至冰库基本枯竭。这些径流变化将对水力发电行业和其他基础设施产生影响。

1.5.7冰川地貌学

    瓦特纳冰川冰盖边缘遍布着冰川地貌过程和地貌的典型实例。绘制消退冰川末端前缘的地图有助于理解地貌演化的本质，并为第四纪环境提供了一个现代类比。瓦特纳冰川南部出口冰川近期消融的前缘构成了一个理想的户外教室和实验室，用于研究冰川对地貌的影响。随着冰川的退缩，新近沉积的地貌特征逐渐显露出来，便于进行研究和重复测量。随着气候持续变暖，这些正在进行的过程预示着未来几十年乃至几个世纪全球冰川地貌的演变趋势。