凍土層

前蘇聯(lián)和加拿大近一半的領(lǐng)土都是凍土層，阿拉斯加有85%的土地都是凍土層，赤道附近的乞力馬扎羅峰頂也發(fā)現(xiàn)有多年凍土。年平均溫在0℃以下，一般都在-10℃至-17℃，冬季氣溫可低至-40℃，甚至-55℃，夏季溫度也很低，7月份平均溫度不超過(guò)10℃，全年結(jié)冰日長(zhǎng)達(dá)240天以上。好山與漠土年均溫也很低 ，一般為-4℃至-12℃。凍土區(qū)降水很少，歐洲部分為200-300毫米，亞洲和北美洲北部在100毫米以下，西藏凍漠土區(qū)因地勢(shì)高、遠(yuǎn)離海洋，降水更稀少，一般為60~80毫米，其北部更少，為20~50毫米，其中90%集中于5-9月。降水雖然少，但氣溫低，蒸發(fā)量不大，長(zhǎng)期冰凍，土壤濕度很大，經(jīng)常處于水分飽和狀態(tài)，夏季土壤-母質(zhì)融化，砂土可達(dá)1~1.5米，壤土70~100厘米，泥炭土35~40厘米，以下即為永凍層，高山凍漠土在寬谷、湖盆永凍層深度80厘米，山坡上可達(dá)150厘米。

凍原依據(jù)其地理位置，可分為北極凍原、南極凍原及高山凍原三大類(lèi)。西伯利亞西部?jī)鐾翆雍写罅康募淄?，達(dá)七百多億噸，占全球地表甲烷總數(shù)四分之一。近年來(lái)由于受全球氣候變暖的影響，世界各地的凍土有解凍的情況發(fā)生，近50年來(lái)，北半球凍土面積縮小了300萬(wàn)-400萬(wàn)平方公里。青藏鐵路最終克服凍土工程，成為中國(guó)引以為傲的成就，但有科學(xué)家指稱(chēng)，隨著全球暖化的情況日益嚴(yán)重，青藏高原的永久凍土層正在迅速融化中，造成凍土區(qū)域的地面不穩(wěn)定性，再加上青藏高原地震活動(dòng)頻繁，使得青藏鐵路的未來(lái)抹上一層隱憂(yōu)。 無(wú)論哪一類(lèi)凍原，占優(yōu)勢(shì)的植物都是草、苔蘚和地衣。在森林和凍原之間的過(guò)渡地帶稱(chēng)為樹(shù)木線。

在地質(zhì)學(xué)里有一門(mén)專(zhuān)科叫作凍土學(xué)，專(zhuān)門(mén)研究有關(guān)凍土層的地質(zhì)特性。

凍土是一種對(duì)溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰，凍土中有一定數(shù)量的未凍水存在。不含冰的巖土稱(chēng)為寒土。因此，凍土具有流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn):凍脹和融沉，凍脹是因?yàn)槟Y(jié)的冰塊非常堅(jiān)固，膨脹的冰塊將土頂上來(lái)，并形成大土包。中國(guó)的青藏鐵路全長(zhǎng)1956公 里，其中有長(zhǎng)達(dá)550公里的地段需要通過(guò)凍土層，其中風(fēng)火山隧道全部位于永久凍土層內(nèi)，另外還有長(zhǎng)達(dá)111公里的 "片石層通風(fēng)路基"。工程師需要透過(guò)多種方法如:石氣冷、碎石護(hù)坡、以橋代路、熱棒降溫等方式使凍土層的溫度穩(wěn)定，以避免因?yàn)閮鐾翆拥霓D(zhuǎn)變而使鐵路的路基不平，防止意外的發(fā)生。中國(guó)專(zhuān)家指出，青藏鐵路的凍土區(qū)使用了"熱棒"技術(shù)，所謂的熱棒是一根根中空密閉的鋼管，直徑約15厘米，高約2米，里面注入氨水，并將熱棒的一部份埋入地下，由于上下的溫差會(huì)讓氨水變成氣體上升，帶走熱量，可用以降低凍土的溫度，到了夏季，熱棒則停止工作。2005年10月12日青藏鐵路全線貫通，凍土層行車(chē)時(shí)速為100公里。