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，就會發現原來鬆軟的土地現在變得十分堅硬，一鍬下去往往只留下一個白點。

細心的人會發現，在這些堅硬的土裡面含有一些小冰晶，而且如果你不洩氣繼續挖下去，就會發現這層堅硬的土並不十分厚，在它下面還是比較鬆軟的土。

這層含有冰晶的土就是凍土

。

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01

為什麼會出現凍土？

土壤裡面或多或少都含有水分，當溫度降到零度或零度以下，土壤裡的水分就會凝固成冰，將土壤凍結，這樣就產生了凍土。

但是為什麼我們看到的凍土僅僅是一層，而不是全部凍結呢？

我們腳下的大地有一個很特別的性質，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恆定的溫度。科學家將這個層稱為恆溫層，

恆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，我們就可以得到結論：

凍土就是一種低於零攝氏度並且含有冰的特殊土體

。

所以說，凍土不同於普通的黃土、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，因為紅土大多存在於南方，而南方溫度低於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，因為那裡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

03

我國的凍土分佈

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佈在大小興安嶺

，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，平面分佈服從緯度地帶性規律，即海拔越高的地方凍土面積越大，厚度越厚。

高海拔多年凍土分佈在青藏高原、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地海拔高度的控制。

喜馬拉雅山。圖片來源：維基百科

04

多年凍土之旅

現在讓我們由松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

，我們會發現很多一塊一塊的凍土區域，這表明我們已經到達了多年凍土的南界。我們繼續北上，到達

我國鐵路的最北端

，就會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

，我們會發現原來的參天古樹不見了，隨之而來的是一片苔原景色，在這裡，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

，這裡的氣候極為嚴寒，凍土層厚達400~900米，這裡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佈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於零攝氏度，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項為全球永久凍土分佈。圖片來源：聯合國環境規劃署

在生活中，我們認識凍土的機會並不是很多，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，極易受外界的干擾破壞。因此，

凍土研究是一個十分有必要的任務，這能夠幫我們維護凍土生態安全、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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