学地理不得不知道的“热喀斯特地貌”

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今天,我们走进严寒的多年冻土区,去寻找在冰天雪地里的“千湖”。

在多年冻土区,分布着一种特殊的湖泊——热融湖。

今天的文章要介绍以下问题:
  • 什么是热融湖?

  • 热融湖是如何形成的?

  • 热融湖主要分布在哪里?

  • 热融湖对环境有什么影响?

 

 01 

  什么是热融湖 

热融湖,其实从字面上就很容易理解它的意思。

热:由自然因素(气候转暖、温差增大等)或人为因素(破坏植被、开荒、挖沟、筑路、修水库等)引起冻土受热增加;

融:地下冰或多年冻土层发生局部融化,地表土层随之沉陷而形成热融沉陷;

湖:这些凹陷积水后便形成了湖塘。

因为地表最终呈现出下凹塌陷,坑坑洼洼的形态。在外观上,这样凹陷不平的表面和喀斯特地区崎岖的地表有些类似,所以又称为“热喀斯特湖”。

图源: 中国国家地理

要注意“热喀斯特”和“喀斯特”的区别哦~

从成因上来说,热喀斯特地貌是地下冰融化地表下陷而形成的,而喀斯特地貌是流水侵蚀可溶性岩石而形成的。

 

 02 

  热融湖是如何形成的?

热喀斯特湖的形成过程

图源:researchgate.net, 作者: Frederic Bouchard

可将该过程分为几个阶段:

形成前:多年冻土层稳定,地下冰未融化。

初始期:地下冰或多年冻土受热融化,地表下陷,地表水汇聚。

成熟期:湖盆大量蓄水,向周围和下方冻土提供热量。向外,湖岸坍塌后退,湖面不断扩大;向下,湖泊最深可达多年冻土层下限。

消亡期:持续扩张的热融湖可能与径流或相邻湖盆相遇,进而排水。一旦开始排水,湖泊即停止生长,被水生植物、泥炭、沉积物等填满,最终消失。

 

 03 

热融湖主要分布在哪里?

要了解热融湖的分布,不得不提到冻土。

冻土是指处于零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。

按照冻结的持续时间可将冻土分为:

①暂时性冻土

此类冻土受天气变化影响,暂时冻结,不久便会融化。

②季节性冻土

是指冬季冻结、春季融化的岩土。其冻土层深度由自然地理条件和土壤物理特性等因素决定。

③多年冻土

又称“永久冻土”,指多年(两年以上)连续保持冻结的岩土。

在空间分布上,按照某一地区多年冻土所占面积比例,可将冻土分为连续冻土、不连续冻土以及零星的斑状和岛状多年冻土。

热融湖一般是多年冻土局部融化而产生的,那我们找到多年冻土的分布区,就不难发现热融湖的分布地区。

多年冻土全球分布图

图源:中国国家地理

从全球范围来看,多年冻土主要分布在环北极圈地区、蒙古高原和青藏高原等地区。

“世界的屋脊”青藏高原,它有着低纬地区面积最大、海拔最高的多年冻土区,面积约150万平方公里,平均厚度在100米左右,相对于环北极圈冻土带来说,青藏高原冻土带的厚度更薄,土壤温度变化更大,因此热融作用明显,成为热融湖分布的重要地区。

 

 04 

热融湖对环境有什么影响?

我们通过一个视频来了解热融湖对环境的影响。

若从做题的角度来看,我们可以将它简单划分为对地球四大圈层的不同影响。

①对岩石圈的影响

一方面,改变地表形态。

首先,热融湖会导致多年冻土层融化,地表塌陷,湖岸坍塌后退,破坏冻土层的稳定。

地表塌陷

其次,热融湖塘的融化具有连锁性,所以热融湖通常成片出现,从远处或高空望去,就像满天繁星一样,形成美丽的“星宿海”。

星宿海 景观

另一方面,改变土壤物理化学性质。

由于热融湖区土壤水分发生变化,所以冻土的土壤质地、含水量 、容重以及土壤养分都发生了强烈改变。

②对水圈的影响

热融湖大量蓄水形成湖泊,局地蒸发和降水将受到影响,且当湖泊面积扩大时,与其他湖泊和径流相贯通,地表水和地下水的水文状况也会随之发生改变。

③对大气圈的影响

热融湖演化过程中,积累在冻土层中的有机物分解释放出甲烷等温室气体,使湖塘出现冒泡的现象。当湖面冰封时,一个个气泡被冻结在透明的冰层中,出现与“气泡湖”相同的景观。

气泡湖

如此美丽的景象背后却隐藏着巨大的危害。

有研究表明,热融湖加快了冻土的融化速度,使土壤中储存的碳大量释放,加剧了全球变暖。

④对生物圈的影响

热融湖演化过程破坏了地表植被根系的物质基础,而且,地面沉陷、土壤流失会严重破坏植被的根系,并对当地的生态系统造成极大的影响。

冻土融化后,会将原来封冻的古老微生物、病毒等释放出来,影响生态环境。

另外,热融湖会影响人类的工程建设。

随着冻土区道路、输油管线等线性工程的大量修建,热融湖作为一种工程地质灾害,会显著影响工程基础的热稳定性,诱发冻土地带路基沉陷、变形等,危害工程安全。

参考文献

杨振,温智,牛富俊等.多年冻土区热融湖研究现状与展望[J].冰川冻土,2013,35(6):1519-1526.

单之蔷.热融湖塘里的康德[J].中国国家地理,2020(12):16-29.

贾麟,范成彦,母梅,陈旭,仲文,尚建国,张凤,李丽丽,彭小清,牟翠翠,张廷军.从第三极到北极:热喀斯特及其对碳循环影响研究进展[J].冰川冻土,2020,(第1期).

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