永冻层

地质
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备选标题:地冰
总结

阅读关于这个主题的简要摘要

永冻层这是一种天然存在的物质温度连续两年或两年以上温度低于0°C(32°F)。这样一层冻土是完全根据温度来指定的。它的部分或全部水分可能会解冻,这取决于化学物质作文或者说是冰点通过毛细管力。含盐冻土土壤例如,水分可能数年低于0°C,但不含冰,因此不能牢固地粘合。然而,大多数永久冻土都被冰固结了。

没有水,也就没有冰的永久冻土被称为永久冻土干燥的冻土。永久冻土的上表面被称为冻土永冻层表。在永久冻土区,冬天结冰,夏天解冻的地面表层被称为冻土活性层.活性层的厚度主要取决于含水率,从小于a在潮湿的有机沉积物厚度到几英尺的排水良好的砾石。

永久冻土带的形成和存在气候年平均气温为0°C或更低。这样的气候是普遍的特征冬天漫长寒冷,很少下雪,夏天短暂干燥凉爽。因此,永久冻土层在北半球广泛存在北极靠近北极的,南极洲.据估计,它覆盖了北半球24%的陆地表面。

分布在北半球

多年冻土地区

永久冻土层广泛分布在北半球北部,占全球面积的85%阿拉斯加55%的人俄罗斯而且加拿大,几乎覆盖了整个南极洲。永久冻土在北方比在南方更广泛,延伸到更大的深度。北部有1500米(5000英尺)厚西伯利亚阿拉斯加北部有740米(约2430英尺)厚,向南逐渐变薄。

大部分永久冻土层有区别的分为两大区域;的连续的不连续的,指横向的连续性永久冻土。在极北的连续地带,几乎到处都是永久冻土,只有在湖泊和河流下面没有冻结到底部。不连续区包括许多无永久冻土区,从北到南在面积和数量上逐渐增加。在南部边界附近,只有少量的永久冻土被发现存在。

此外,它还广泛分布在北极和亚北极地区地球此外,高海拔地区的低纬度地区也存在永久冻土。这种类型的常年冻土被称为高山冻土。虽然来自高原和山区的数据很少,但在活动表层以下进行的测量表明,0°C或更低的温度持续两年或更长时间的区域。西部是高山永久冻土面积最大的地区中国那里已知有150万平方公里(58万平方英里)的永久冻土。在连续的美国在美国,西部高山地区的高山永久冻土面积约为10万平方公里(约3.86万平方英里)。北部各州的永久冻土海拔低至2500米(8200英尺),亚利桑那州的永久冻土海拔约为3500米(约11500英尺)。

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这是一种独特的永久冻土,没有模拟在陆地上躺在北冰洋的北部大陆架北美和欧亚大陆。这被称为海底或离岸冻土

多年冻土研究

尽管西伯利亚的居民几个世纪前就知道永久冻土的存在,但直到1836年,西方世界的科学家们才认真对待关于北部森林和草原下存在着厚厚的冻土的孤立报告。然后,亚历山大·西奥多·冯·米登多夫在为俄罗斯-阿拉斯加贸易公司总裁挖的一口不成功的井Shargin井中,测量到大约100米(328英尺)深的永久冻土的温度雅库茨克并估计永久冻土有215米(705英尺)厚。自19世纪末以来,俄罗斯科学家和工程师积极研究永久冻土,并将他们的研究成果应用于俄罗斯北部的开发。

与此类似,勘探者和探险家多年前就知道北美北部地区有永久冻土,但直到后来才知道二战期间美国和加拿大的科学家和工程师对常年冻土进行了系统的研究。自从20世纪70年代开始在北部大陆架上开采巨大的石油资源以来,对海底永久冻土的研究进展甚至比对陆地永久冻土的研究还要快。

高山永久冻土的研究始于对岩石瑞士阿尔卑斯山脉的冰川虽然人们知道岩石冰川中存在冰,但直到第二次世界大战后,用地球物理方法进行的调查才清楚地证明了冰川的缓慢移动常年ice-i.e。,永冻层.在20世纪70年代和80年代,详细的地球物理工作和温度和钻孔检查永久冻土开始于俄罗斯、中国和斯堪的纳维亚半岛,特别是在高山和山区的建设高原区域。

永久冻土的起源与稳定性

空气温度和地温

在年平均气温低于0°C(32°F)的地区,一些冬季冻结的地面在夏季不会完全解冻,因此,将形成一层永久冻土,并每年从季节性冻结的地面逐渐向下生长。每年冬天,永久冻土层都会变厚,其厚度由冰川控制热平衡之间的热流从地球内部流入大气层。这个平衡取决于年平均气温和地温梯度.平均地温梯度每深30至60米(大约100至200英尺)增加1°C(1.8°F)。最终,变厚的永久冻土层达到了平衡到达永久冻土的地热量的平均深度等于流失到大气中的地热量。几百英尺厚的永久冻土层需要数千年才能达到平衡状态。

每年冬夏气温的波动在地面上几米的地方反映得比较平缓。这种波动随着深度的增加而迅速减小,在7.5米(约25英尺)处只有几度,在15米(49英尺)处几乎察觉不到。零振幅水平为9至15米(30至49英尺),波动几乎察觉不到。如果永冻层在热平衡在摄氏零度时的温度振幅一般认为是永久冻土的最低温度。在这个深度以下,在地球内部热量的影响下,温度稳步上升。最小年季节性变化深度的永久冻土温度范围从永久冻土南部边界的近0°C到阿拉斯加北部的−10°C(14°F)和西伯利亚东北部的−13°C(9°F)。

当气候变冷或变暖,但年平均温度保持在0℃以下时,永久冻土温度相应升高或下降,导致永久冻土基底位置发生变化。当气候变暖至年平均气温高于0°C时,冻土顶部的位置将因融化而降低。永久冻土底部或顶部的变化速度不仅取决于冰川融化的数量气候波动但也取决于地面上的冰量和作文在一定程度上控制地温梯度的条件。如果地温梯度是已知的,如果地表温度在很长一段时间内保持稳定,那么就有可能根据年平均气温来预测远离水体的某一特定地区永久冻土的厚度。