这个巨大的天然冷冻室其实就是冻土,是0 ℃以下,含有冰的冻结土层;而多年冻土,又称永久冻土,指的是地表以下温度连续两年或以上低于0 ℃的土层,包括土壤、土和岩石。它们主要出现在气候寒冷的地区,地温持续低于冰点,冻结的土壤在地表以下形成坚固的冻土层,在我国主要分布于青藏高原和东北大小兴安岭地区。其中大小兴安岭冻土区作为我国典型高纬度冻土区,易受外界环境因素变化的影响,对气候变化具有重要作用。
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冻土的结构
多年冻土在垂直方向上可以分成两层,分别为活动层和永冻层,活动层是指暖季融化冷季冻结的土层,是冻土地层内水热交换最主要的区域,而永冻层位于其下方,常年处于冻结状态。
东北地区冻土在水平方向上又可以分成连续多年冻土、不连续多年冻土和岛状多年冻土:
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连续多年冻土
连续多年冻土位于大兴安岭西北端,西界额尔古纳河,北界漠河,属于寒温带大陆性气候,代表地区如漠河县霍拉盆(古莲)在每年的6~8月多年冻土表层融化,那时的地表会形成一片沼泽,融化深度一般为0.6~0.8 m,最大时可达到1.9 m。
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不连续多年冻土
不连续多年冻土又称岛状融区多年冻土,是连续多年冻土与岛状多年冻土的过渡类型,位于上述连续多年冻土区的外围,呈环状,冻土呈不规则、不连续分布,年平均气温约为-3 ~-5 ℃,冻土一般厚达20~50 m,季节融化深度为0.5~2.5 m,代表区域如嫩江上源南翁河的源头,位于伊勒呼里山南坡,有花岗岩块石堆积,是原始林区,有着生长茂密的落叶松,并混有白桦、白松等。地面生长茂密的水草和灌木形成了很厚的腐殖质层,夏季形成沼泽,冬季会形成各种类型的冰丘、冰椎,结冰积满沟谷。
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岛状多年冻土
岛状多年冻土分布在不连续多年冻土区的外围,西界内蒙古牙克石,与呼伦贝尔高原相邻,冬界黑龙江,属于中温带大陆性气候,年平均气温0~-3 ℃,冻土厚5~20 m,呈岛状出现。
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冻土形成的原因
那么这个天然冷冻室是怎么形成的呢?很明显,气温低是形成多年冻土的决定性条件,在大兴安岭北段(伊勒呼里山及以北)、中段(阿尔山及以北)和小兴安岭大部分区域由于所处地理位置纬度较高,且多为中低山,气候寒冷,年平均气温均在0 ℃以下,年降水量400~600 mm,蒸发量小,属于湿冷气候,所以造成了多年冻土发育。
除此之外,气温亦受到海拔高度的影响,相同纬度山区气温比平原区低,大兴安岭与小兴安岭相交于伊勒呼里山,呈人字型,中间为松嫩平原,东边为三江平原,此种地形使多年冻土南界呈曲线状,西部偏南,中部偏北,东部稍偏南,东端又偏北。
不同的中小型地貌单元因受阳光的照射程度不同,对多年冻土的形成和保存也有一定影响,如山的南坡多年冻土易融化,而在山的北坡多年冻土则易保存,河流越弯曲,融区越多,当河流弯曲到一定程度,洪水期河流裁弯取直,冲刷破坏地表植被,使下伏冻土融化,甚至能够形成热陷湖。
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冻土对人类生活的影响
这些多年冻土为人们的生活带来了极大的不便,主要源自于冻土表层冻融层的冻融变化产生各种冻融现象,比如:多年冻土因表层水分冻结而产生膨胀,造成冻胀、冻裂,进而引起上面的建筑物隆起变形;承压水通过地层、河湖水面的裂隙流出地表形成冰椎,冻土层的地下水在地下结成冰核并不断增大膨胀形成冰丘,在冰椎、冰丘出现地段易发生房屋涌水,并对铁路、公路造成影响和破坏。
在夏季,冻土冻融层融化时会使地面发生沉陷,形成沉陷漏斗、浅洼地及盆地,甚至形成热陷湖,热融沉陷会对房屋建筑和道路造成破坏,有时还会出现热融滑塌灾害,根河附近的公路路段就经常出现塌陷而凹凸不平的情况,极大影响了交通行驶。
那高纬冻土对于生活在低中纬地区人们的生活有影响吗?近年来,人类的生产生活改变了生态和地温的天然平衡,全球气候变暖、大小兴安岭火灾频发加速了多年冻土的融化,具体表现为多年冻土面积的锐减、活动层厚度的加深和多年冻土温度升高等。
这些永冻土中冻结了大量有机物和未知的病菌,一旦冻土大规模融化,这些碳和病菌都会被从土壤中释放出来,一方面加剧碳排放,一方面病菌随着结冻的水流汇聚到河流之中,对人类造成威胁。
除此之外,冻土区气候寒冷、干旱,冻土中水分的流失还会造成植被的衰退和土壤裸露破碎,甚至导致荒漠化。
在日常生活中,我们认识了解冻土的机会可能并不是很多,但是多年冻土是各类工程建筑物受破坏的主要原因,冻土区生态又十分脆弱,极易收到外界的干扰破坏,这个天然冷冻室里还封存了许多的碳和病菌。为了防止冻土区生态崩溃,远古病菌释放,我们在日常生活中更要做到减少碳排放,低碳出行,减缓全球变暖,为全球各个地区的人类争取更多的适应时间。
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