永冻层

永冻层（permafrost）又称永久冻土或多年冻土，是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，称永冻层或多年冻层。

冻土层的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。例如，北极的多年冻土厚达千米以上，年平均低温为-15℃。永冻层的顶面接近地面。向南，趋近连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，低温为-5～-3℃，永冻层的顶面埋藏变深。大致北纬48°附近是多年冻土的南界，其处平均低温接近0℃，冻土厚度仅1～2m。超过这一界限，就从连续冻土带过渡到不连续冻土带。后者由许多分散的冻土块体组成，这种分散的冻土块体称为岛状冻土块。中、低纬高山和高原地区的冻土层，主要受海拔高度的控制。一般来说，海拔越高，冻土层越厚，低温也越低，永冻层顶的埋藏深度越小。土层的冻融变化是土木工程建设中必须考虑的重要因素，处置不当将带来严重后果。

性质与结构

1、永冻层一般分布在地下30~40厘米处，通常又分为上下两层，上层夏季融化，下层仍处于冰冻状态。永久冻土具有暗色或淡色表层，地表具有多边形土或石环状、条纹状等冻融蠕动形态特征。

3、一般的冻土层在气候回暖或受到强压时，冻土内的冰会融化成为水；但永久冻土的所在之处，即使在天气回暖之时，气温仍然在冻点以下，使冻土内的冰不能再次融化成为水，因而冻土的组成不改变。其持续冰冻时间可长达1000年以上。

形成条件

永久冻土的形成，需要同时具备以下两个必要条件：

气温要很低

如果年平均气温高于零度，虽然可以形成季节性冻土，却无法形成永久冻土。

持续时间较长

形成要素

1.冰雪：永冻层并非一定有冰，也可能只有冻土。不过一般在永冻层之上总是会有积雪或者冰块。这些雪对于地表会有保温作用。同时，这些积雪又会帮助地表降温。在化雪的季节，由于溶化，气化的发生，产生大量潜伏热，会带走热量，从而降温。

2.土壤中的水：水的导热性比冰要差很多。土壤中的水可以看做是夏天阻挡外界热量进入永冻层，冬天允许永冻层的热量传出地表。所以可以有效的保证永冻层温度低于0摄氏度。

3.地表植被：植被可以起到很好的降温作用。

4.泥炭：泥炭是产生永冻层最重要的因素。尤其是干泥炭，就像是绝热的器具可以有效保证永冻层低温。此外，泥炭中的水分由于吸收了大量潜伏热，从而使得地表温度降低，也起到了保证永冻层低温的作用。

基本类型

1.海底永冻层

2.连续永冻层

3.不连续永冻层

4.山地永冻层

相关研究

分类

按成因分

冰沼土（Tundrasoils）：又称苔原土，中国把冰沼土这一土壤名称，改为冰潜育土。它分布于极地苔原气候区和中国黑龙江北部。冰沼土是冻土中具有常潮湿土壤水分状况，具有碳氮比>13的潜育暗色表层和pH<4.0的斑纹AB层的土壤。

冻漠土（Frozen desert soil）：包括高山荒漠土（Alpin desertsoil）、高山寒冻土（Alpine frozensoil）。该土壤主要发育在中国青藏高原等高山区冰雪活动带的下部。一般在海拔4000米以上。

按地理位置分

按照地理位置的不同，永久冻土可分为高纬度永久冻土和高海拔永久冻土两种。

高纬度永久冻土：高纬度永久冻土是指永久冻土在平面上的分布服从纬度分带的规律，并集中于高纬度地区。中国的高纬度永久冻土集中分布在东北大小兴安岭，面积约38万平方公里。

分布

在全球的分布

地球上的永久冻土约占陆地面积的20%，从世界永久冻土分布来看，主要分布在欧洲、亚洲的北部、北美洲、北冰洋浅大陆架以及中低纬度地区的高山、高原。原苏联永久冻土面积约1000万平方公里，占其国土面积的48%；加拿大永久冻土面积为390-490万平方公里，占其国土面积的40-50%；中国永久冻土面积约215万平方公里，约占国土面积的1/5，位居世界冻土面积第三位。

在全球的永久冻土中，冰沼土广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的许多岛屿，在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布，在南美洲无冰盖处亦有一些分布。

在中国的分布

中国永久冻土的面积较广。

高纬度永久冻土主要集中分布在大小兴安岭，面积为38~39万平方公里。高纬度永久冻土是欧亚大陆永久冻土南缘，平面分布服从纬度地带性规律，即越往海拔高的地方冻土面积越大，厚度越厚。

研究方式

研究结果

影响

对陆地

东西伯利亚海表面漂浮的冰块，甲烷气泡从下面不断冒出

永久冻土层对陆地环境可产生有益的影响，如分解二氧化碳，减少二氧化碳总量的排放等。

但是，永久冻土的活动层在每年进行的冻融过程中，土层的物理和化学作用均很强烈，对道路和其它各种建筑物的危害很大。

永久冻土的土已经被冰封数千年，甚至是几十万年，里面充满死亡植物和其他在永久冻土形成时出现的曾经有生命的东西。不断升高的全球气温导致这里面的有机物解冻，微生物开始分解这些有机质。在这个过程中，它们会释放出大量含碳的温室气体。由于永久冻土里封存了大量的碳，因此冻土解冻可能会导致全球变暖进一步加剧。

对海底

以前的研究发现，北极湿地和湖泊永久冻土融化释放出甲烷气体。不过，科学家当时认为，遍布冰冷深海的永久冻土仍将继续保持冰冻固体状态，令数量不明的被捕获的甲烷气体释放不出去。领导实施最新研究的美国费尔班克斯大学生物地球化学家纳塔莉娅·莎克霍娃表示：“如今，情况已经变了。永久冻土保存这种气体的能力确实在下降。”

研究人员指出，这种现象极有可能并不限于东西伯利亚海。如果东西伯利亚海的永久冻土正在融化，那么北极大陆架沿线的所有浅海应该也会遭受同样的影响。

存在生命的研究

2012年12月26日，美俄科学家宣布发现数种生活在西伯利亚永久冻土层中的细菌能在与火星类似的恶劣环境中生存。这表明，地球上的微生物也许能在火星上生存。