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生活在北方的人有這樣的體(ti) 會(hui) ，在冬天，當氣溫降到零攝氏度以下，如果你到戶外挖土，就會(hui) 發現原來鬆軟的土地現在變得十分堅硬，一鍬下去往往隻留下一個(ge) 白點。

細心的人會(hui) 發現，在這些堅硬的土裏麵含有一些小冰晶，而且如果你不泄氣繼續挖下去，就會(hui) 發現這層堅硬的土並不十分厚，在它下麵還是比較鬆軟的土。這層含有冰晶的土就是凍土。

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01

為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現凍土？

土壤裏麵或多或少都含有水分，當溫度降到零度或零度以下，土壤裏的水分就會(hui) 凝固成冰，將土壤凍結，這樣就產(chan) 生了凍土。

但是為(wei) 什麽(me) 我們(men) 看到的凍土僅(jin) 僅(jin) 是一層，而不是全部凍結呢？

我們(men) 腳下的大地有一個(ge) 很特別的性質，那就是：

在它表麵，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(ge) 基本恒定的溫度。科學家將這個(ge) 層稱為(wei) 恒溫層，恒溫層下麵的土層因為(wei) 越來越接近地心，溫度反而逐漸升高。

這樣一來，我們(men) 就可以得到結論：凍土就是一種低於(yu) 零攝氏度並且含有冰的特殊土體(ti) 。

所以說，凍土不同於(yu) 普通的黃土、黑土和紅土，它是一種被凍結的土，被凍結的可以是黑土，也可以是黃土，當然，被凍結的紅土少一些，因為(wei) 紅土大多存在於(yu) 南方，而南方溫度低於(yu) 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]

02

凍土可不止一種

我們(men) 上文所說的凍土隻是凍土的一種，當天氣變暖時，這種凍土就會(hui) 融化，我們(men) 稱這種凍土為(wei) 季節凍土。

除此之外，有些地方還有一種能夠持續多年不化的凍土，那就是多年凍土。在北極或者青藏高原，因為(wei) 那裏的溫度常年都在零攝氏度度以下，凍土就會(hui) 常年不化，即使在比較溫暖的年份，融化的也僅(jin) 僅(jin) 是表麵一小層。

多年凍土。圖片來源：維基百科

03

我國的凍土分布

我國的多年凍土分為(wei) 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(xing) 安嶺，麵積為(wei) 38~39萬(wan) 平方千米。高緯度多年凍土是歐亞(ya) 大陸多年凍土南緣，平麵分布服從(cong) 緯度地帶性規律，即海拔越高的地方凍土麵積越大，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(dong) 部某些山地，如長白山、黃崗梁山、五台山等。高海拔多年凍土的形成與(yu) 存在受當地海拔高度的控製。

喜馬拉雅山。圖片來源：維基百科

04

多年凍土之旅

現在讓我們(men) 由鬆嫩平原北部城市嫩江出發，自南向北做一次世界多年凍土的考察。

在嫩江，我們(men) 會(hui) 發現很多一塊一塊的凍土區域，這表明我們(men) 已經到達了多年凍土的南界。我們(men) 繼續北上，到達我國鐵路的最北端，就會(hui) 發現原來呈塊狀出現的凍土已經連成了一片，凍土厚度也增加到了50~120米。

繼續往北走，進入北極圈，我們(men) 會(hui) 發現原來的參天古樹不見了，隨之而來的是一片苔原景色，在這裏，凍土厚度已經增加到了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，這裏的氣候極為(wei) 嚴(yan) 寒，凍土層厚達400~900米，這裏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(wei) 南半球陸地麵積少，所以多年凍土主要分布在亞(ya) 歐大陸和北美洲的北部。我們(men) 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於(yu) 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、非洲的乞立馬紮羅山等。

全球冰凍圈，其中圖示部分的後3項為(wei) 全球永久凍土分布。圖片來源：聯合國環境規劃署

在生活中，我們(men) 認識凍土的機會(hui) 並不是很多，但是厚層地下冰是各類工程建築物遭受破壞的主要原因，凍土區生態又十分脆弱，極易受外界的幹擾破壞。因此，凍土研究是一個(ge) 十分有必要的任務，這能夠幫我們(men) 維護凍土生態安全、促進凍土區重大工程建設和預防災害。讓我們(men) 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，中國科普博覽監製

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