總聽說“凍土”，它究竟是什么東西？只在青藏高原分布嗎？

生活在北方的人有這樣的體會，在冬天，當氣溫降到零攝氏度以下，如果你到戶外挖土，就會發(fā)現(xiàn)原來松軟的土地現(xiàn)在變得十分堅硬，一鍬下去往往只留下一個白點。

細心的人會發(fā)現(xiàn)，在這些堅硬的土里面含有一些小冰晶，而且如果你不泄氣繼續(xù)挖下去，就會發(fā)現(xiàn)這層堅硬的土并不十分厚，在它下面還是比較松軟的土。這層含有冰晶的土就是凍土。

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為什么會出現(xiàn)凍土？

土壤里面或多或少都含有水分，當溫度降到零度或零度以下，土壤里的水分就會凝固成冰，將土壤凍結(jié)，這樣就產(chǎn)生了凍土。

但是為什么我們看到的凍土僅僅是一層，而不是全部凍結(jié)呢？

我們腳下的大地有一個很特別的性質(zhì)，那就是：

在它表面，溫度是隨深度的增加而降低的，但是到了一定的深度，它的溫度就不再降低，而是常年保持一個基本恒定的溫度。科學(xué)家將這個層稱為恒溫層，恒溫層下面的土層因為越來越接近地心，溫度反而逐漸升高。

這樣一來，我們就可以得到結(jié)論：凍土就是一種低于零攝氏度并且含有冰的特殊土體。

所以說，凍土不同于普通的黃土、黑土和紅土，它是一種被凍結(jié)的土，被凍結(jié)的可以是黑土，也可以是黃土，當然，被凍結(jié)的紅土少一些，因為紅土大多存在于南方，而南方溫度低于零攝氏度的時候不多。

土地溫度隨深度的變化。圖片來源：參考文獻[1]

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凍土可不止一種

我們上文所說的凍土只是凍土的一種，當天氣變暖時，這種凍土就會融化，我們稱這種凍土為季節(jié)凍土。

除此之外，有些地方還有一種能夠持續(xù)多年不化的凍土，那就是多年凍土。在北極或者青藏高原，因為那里的溫度常年都在零攝氏度度以下，凍土就會常年不化，即使在比較溫暖的年份，融化的也僅僅是表面一小層。

多年凍土。圖片來源：維基百科

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我國的凍土分布

我國的多年凍土分為高緯度多年凍土和高海拔多年凍土。

高緯度多年凍土主要集中分布在大小興安嶺，面積為38~39萬平方千米。高緯度多年凍土是歐亞大陸多年凍土南緣，平面分布服從緯度地帶性規(guī)律，即海拔越高的地方凍土面積越大，厚度越厚。

高海拔多年凍土分布在青藏高原、阿爾泰山、天山、祁連山、橫斷山、喜馬拉雅山，以及東部某些山地，如長白山、黃崗梁山、五臺山等。高海拔多年凍土的形成與存在受當?shù)睾０胃叨鹊目刂啤?/p>

喜馬拉雅山。圖片來源：維基百科

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多年凍土之旅

現(xiàn)在讓我們由松嫩平原北部城市嫩江出發(fā)，自南向北做一次世界多年凍土的考察。

在嫩江，我們會發(fā)現(xiàn)很多一塊一塊的凍土區(qū)域，這表明我們已經(jīng)到達了多年凍土的南界。我們繼續(xù)北上，到達我國鐵路的最北端，就會發(fā)現(xiàn)原來呈塊狀出現(xiàn)的凍土已經(jīng)連成了一片，凍土厚度也增加到了50~120米。

繼續(xù)往北走，進入北極圈，我們會發(fā)現(xiàn)原來的參天古樹不見了，隨之而來的是一片苔原景色，在這里，凍土厚度已經(jīng)增加到了200~600米，有的地方甚至達到了1000米。

再往北走就到了此行的終點——北冰洋沿岸，這里的氣候極為嚴寒，凍土層厚達400~900米，這里是世界上凍土厚度最厚的地方，最厚處可達1400米。

當然，除了這些地方，還有很多地方存在凍土。因為南半球陸地面積少，所以多年凍土主要分布在亞歐大陸和北美洲的北部。我們還知道，越往高處溫度就越低，因此一些高山上的溫度常年也低于零攝氏度，所以中低緯度的高山和高原上也存在多年凍土，如美洲的安第斯山脈、非洲的乞立馬扎羅山等。

全球冰凍圈，其中圖示部分的后3項為全球永久凍土分布。圖片來源：聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署

在生活中，我們認識凍土的機會并不是很多，但是厚層地下冰是各類工程建筑物遭受破壞的主要原因，凍土區(qū)生態(tài)又十分脆弱，極易受外界的干擾破壞。因此，凍土研究是一個十分有必要的任務(wù)，這能夠幫我們維護凍土生態(tài)安全、促進凍土區(qū)重大工程建設(shè)和預(yù)防災(zāi)害。讓我們一起了解凍土，保護凍土吧。

參考文獻：

[1] Ashrafian, Touraj & Moazzen, Nazanin & Haghlesan, Masoud. (2011). Human Comfort in Underground Buildings.

作者｜地球故事團隊

本文由科普中國出品，中國科普博覽監(jiān)制

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