生活在北方的人有这样的体会,在冬天,当气温降到零摄氏度以下,如果你到户外挖土,就会发现原来松软的土地现在变得十分坚硬,一锹下去往往只留下一个白点。
细心的人会发现,在这些坚硬的土里面含有一些小冰晶,而且如果你不泄气继续挖下去,就会发现这层坚硬的土并不十分厚,在它下面还是比较松软的土。这层含有冰晶的土就是冻土。
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为什么会出现冻土?
土壤里面或多或少都含有水分,当温度降到零度或零度以下,土壤里的水分就会凝固成冰,将土壤冻结,这样就产生了冻土。
但是为什么我们看到的冻土仅仅是一层,而不是全部冻结呢?
我们脚下的大地有一个很特别的性质,那就是:
土地温度随深度的变化。图片来源:参考文献[1]
冻土可不止一种
多年冻土。图片来源:维基百科
我国的冻土分布
喜马拉雅山。图片来源:维基百科
多年冻土之旅
继续往北走,进入北极圈,我们会发现原来的参天古树不见了,随之而来的是一片苔原景色,在这里,冻土厚度已经增加到了200~600米,有的地方甚至达到了1000米。
再往北走就到了此行的终点——北冰洋沿岸,这里的气候极为严寒,冻土层厚达400~900米,这里是世界上冻土厚度最厚的地方,最厚处可达1400米。
当然,除了这些地方,还有很多地方存在冻土。因为南半球陆地面积少,所以多年冻土主要分布在亚欧大陆和北美洲的北部。我们还知道,越往高处温度就越低,因此一些高山上的温度常年也低于零摄氏度,所以中低纬度的高山和高原上也存在多年冻土,如美洲的安第斯山脉、非洲的乞立马扎罗山等。
全球冰冻圈,其中图示部分的后3项为全球永久冻土分布。图片来源:联合国环境规划署
在生活中,我们认识冻土的机会并不是很多,但是厚层地下冰是各类工程建筑物遭受破坏的主要原因,冻土区生态又十分脆弱,极易受外界的干扰破坏。因此,冻土研究是一个十分有必要的任务,这能够帮我们维护冻土生态安全、促进冻土区重大工程建设和预防灾害。让我们一起了解冻土,保护冻土吧。
[1] Ashrafian, Touraj & Moazzen, Nazanin & Haghlesan, Masoud. (2011). Human Comfort in Underground Buildings.
作者|地球故事团队