多年冻土真的是永久的吗?

经过:马克·曼奇尼

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在这里看到冰块的冰块在斯皮茨贝根(Spitzbergen)的永久冻土土壤下,这是挪威斯瓦尔巴群岛(Svalbard Archipelago)最大,唯一的人口稠密的岛屿。Seppfriedhuber/Getty图像

在2010年,猛犸象在拉普特夫海沿岸附近的西伯利亚发现了尸体。绰号“”Yuka,“这只长期灭绝的野兽在28,000年前死亡。然而,她的身体保持了惊人的保存完好,并带有红色的皮毛,大脑在很大程度上完好无损且细胞核样细胞结构。

她的尸体如何持续这么长时间而没有腐烂?简短的答案是,Yuka被冻结了 - 但不在里面冰川或冰山。死后,Yuka被包裹在一层已知的永久冻土中。

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永久冻土在哪里?

众所周知,水在华氏32度(0度摄氏度)上冻结。多年冻土是任何地面材料(例如土壤,沉积物和岩石),至少连续两年保持在冰冻温度下或低于冰点。关于所有土地的25%已知北半球的区域包含多年冻土。

是美国古生物学家西蒙·穆勒(Siemon W. Muller)创造术语“永久”和“永久”和“霜”一词。尽管这个名字,永久冻土并不会永远持续下去。谢谢气候变化,它已经大量融化。这对环境和经济都有严重的影响。

一般而言,在平均空气温度为0°摄氏度(32°华氏度)或每年降低的地方,多年冻土倾向于发生。根据国家冰雪数据中心,大多数北半球的多年冻土都位于北60至68度的高纬度之间。西伯利亚,加拿大,阿拉斯加和斯堪的纳维亚半岛的一部分装满了这个寒冷的草皮。

更南方,在高海拔地区往往会发现多年冻土 - 例如藏高原,印度教 - 库什山脉和瑞士阿尔卑斯山。永久冻土并不那么普遍赤道下方,但它确实是新西兰,安第斯山脉和南极洲的部分地区。

就像其位置不同,其组成也是如此。这不是统一。一些部分是无冰,而其他人则由30%冰。同样,多年冻土的深度,年龄和程度可能会差异很大。

通常,永久冻土坐在“活动层“地面,季节性解冻和重新冻结。多年冻土本身可以测量不到3.2英尺(1米)厚到4,921英尺(1,500米)厚的任何地方。

而且它可能会变得斑驳。阿拉斯加北部占据连续的多年冻土区“这意味着永久冻土是当地地形的90%以上的基础。但是在下纬度地区,这是一个不同的故事。布鲁克斯山脉以南的几乎所有东西都位于“不连续的永久冻土区”。较小的百分比土地的表面。

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羊毛猛mm象的尤卡(Yuka)在她去世28,000年后的西伯利亚(Siberian)多年冻土中发现。
由Anastasia Kharlamova提供

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雪,树木和水

违反直觉听起来,雪真的是一个好的绝缘子。因此,当整整一年的厚毯子都粘在一整天时,它们可能会使地面太热,以至于永久冻土。同样,在已经存在多年冻土的斑点中,表面层的绝缘层也有责任加热

但是虽然雪是障碍,但泥炭是恩赐。泥炭是一种由部分腐烂的有机物(例如苔藓和沼泽植物)制成的一种底物。总的来说,下面的地面保持凉爽,屏蔽了太阳热。因此,泥炭保障多年冻土。

常绿森林也伸出援手。松树凭借其厚实的树枝,限制了撞击地面的阳光和雪的量。在此过程中,常绿有助于防止永久冻土解冻。因此,难怪多年冻土在高海拔和高海拔地区的聚集松树下方是常见的。

该安排是互惠互利的。由于液态水无法渗入坚硬的多年冻土,因此它的作用就像排水障碍。被吸收到活跃层中的水被困在那里。禁止从更深的地方进入地球,这是水维持一些生活在地面的植物。

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深层的过去和不确定的未来

有时,多年冻土形式与地面本身一致。发生这种情况时,新沉积的土壤,沉积物和岩石的温度非常迅速地击中了32华氏度(0摄氏度)。另一方面,当现有的未冻结地面样品从表面水平向下冷藏时,还可以发展多年冻土。

至少,永久冻土阿拉斯加普鲁德霍湾被认为年龄为500,000年。加拿大育空地区以下的一些永久冻土可能超过700,000年老的

在后者的内部,科学家发现了一条古老的马腿 -DNA样品。多年冻土可以在长期内保存各种有机物。2012年,俄罗斯科学家实际上再生的苔原植物从已包裹在多年冻土的冰河时代果实约30,000年。

不幸的是,正如永久冻结的那样,将有机材料捕获的分解,释放碳和甲烷进入大气。这些气体加剧了气候变化。坏消息是2019年发表在《自然传播》上的研究在2007年至2016年之间,世界各地的各种多年冻土沉积物已加热约39.7至32.8华氏度(0.39至0.1摄氏度)。

目前,约有17亿吨(16亿吨)的碳被困在多年冻土中。科学家不知道这有多少发行如果目前的解冻趋势继续下去,或者它将逃脱的速度,则进入气氛。但是一些预测不鼓励

更糟糕的是,当永久冻土融化时,它会破坏景观的稳定。在俄罗斯的诺里尔斯克市,超过100个住宅建筑由于其下面的曾经固定的永久冻土正在变软,因此被损坏了。多年冻土的变暖也触发了滑坡,排干湖泊和撕裂道路除外。

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