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冻土层

2015-2-18 08:16|查看:2200|评论:0|字体: 繁体

弗兰格尔岛冻原

弗兰格尔岛冻原

冻土层,又称冻原或苔原,在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短,而无法长出树木的环境;在地质学是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时、数日以至半月)、季节冻土(半月至数月,至夏季全部融化)以及多年冻土(冻结时间达数年至数万年以上),冻土层处于水的结冰点以下超过两年的状况,称为永久冻土(Permafrost)。地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%,其中,多年冻土面积占陆地面积的25%,俄罗斯和加拿大近一半的领土都是冻土层,阿拉斯加有85%的土地都是冻土层,赤道附近的乞力马扎罗峰顶也发现有多年冻土。

北极冻原的分布

北极冻原的分布

冻土层施工

冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰,冻土中有一定数量的未冻水存在。不含冰的岩土称为寒土。因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉,冻胀是因为凝结的冰块非常坚固,膨胀的冰块将土顶上来,并形成大土包。中国的青藏铁路全长1956公里,其中有长达550公里的地段需要通过冻土层,其中风火山隧道全部位于永久冻土层内,另外还有长达111公里的 “片石层通风路基”。工程师需要透过多种方法如:石气冷、碎石护坡、以桥代路、热棒降温等方式使冻土层的温度稳定,以避免因为冻土层的转变而使铁路的路基不平,防止意外的发生。中国专家指出,青藏铁路的冻土区使用了“热棒”技术,所谓的热棒是一根根中空密闭的钢管,直径约15厘米,高约2米,里面注入液氨,并将热棒的一部份埋入地下,由于上下的温差会让液氨变成气体上升,带走热量,可用以降低冻土的温度,到了夏季,热棒则停止工作。2005年10月12日青藏铁路全线贯通,冻土层行车时速为100公里。

暖化

冻土带边缘的植物

冻土带边缘的植物

冻原依据其地理位置,可分为北极冻原、南极冻原及高山冻原三大类。西伯利亚西部冻土层含有大量的甲烷,达七百多亿吨,占全球地表甲烷总数四分之一。近年来由于受全球气候变暖的影响,世界各地的冻土有解冻的情况发生,近50年来,北半球冻土面积缩小了300万—400万平方公里。青藏铁路最终克服冻土工程,成为中国引以为傲的成就,但有科学家指称,随着全球暖化的情况日益严重,青藏高原的永久冻土层正在迅速融化中,造成冻土区域的不稳定性,再加上青藏高原地震活动频繁,使得青藏铁路的未来抹上一层隐忧。时铁道部发言人王勇平表示,青藏铁路开通不足一月,青藏铁路沿线一些地段跟桥梁出现裂痕,对铁路安全构成隐患。

无论哪一类冻原,占优势的植物都是草、苔藓和地衣。在森林和冻原之间的过渡地带称为树木线。

地质学里有一门专科叫作冻土学,专门研究有关冻土层的地质特性。

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