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"星星点点的湖泊,像被随手撒落的钻石,镶嵌在天鹅绒般质地的高原草甸中,好一幅沁人心脾的美景,让人油然而起诗意——“星宿海”,这样的名字才撑得起这片美景。"
--——单之蔷《热融湖塘里的康德》
星宿海
“星宿海”散落在平均海拔4500多米的青藏高原上,这里分布着我国规模最大的多年冻土区。
青藏高原气候严寒,无法生长出高大乔木,地表主要生长着高寒草甸植被,这些植被根系发达,交织成了一个个柔韧而富有弹性的小草墩。
夏季地表热量异常,导致地下冰融化,地表就会出现坍塌凹陷,最终融水和降水汇集到凹陷中,就形成了湖泊,按照成因,它叫做“热融湖塘”。
热融湖塘常成群出现,远远望去,就像璀璨的星空一般,从景观角度,它叫“星宿海”。
戳视频了解热融湖↓
一、什么是热融湖塘?
热融湖塘是在富冰多年冻土地区,在多种因素(自然和人为)影响下,地下冰发生融化,活动层变厚,随后地表发生塌陷形成洼地,逐渐积水后所形成的的塘或池。
湖水的潜热会进一步融化周边冻土和地下冰,导致湖塘的扩张和加深。
热融湖塘
二、热融湖塘的分布
热融湖塘的形成和发展是冻土区的独有地貌。要了解热融湖的分布,不得不提到冻土。
冻土指的是温度在0℃以下,含有冰的土壤或者岩土。
按照冻结时间长短,冻土可以分为短时冻土、季节冻土和多年冻土。
短时冻土是指冻结时间在数小时至半个月之间的土壤;
季节冻土是指冻结时间在半个月至数月之间的土壤;
多年冻土是指冻结时间在数年至数万年之间的土壤。
多年冻土一般存在于地下一定深度内,用肉眼无法直接观测到。
冻土区气候严寒,地表植被以苔藓、地衣为主,边缘地带可能会生长出矮小的云杉、落叶松等,降水较少的冻土区植被以多年草本植物为主。
多年冻土是寒冷气候的产物,分布于高纬度和高海拔地区,例如俄罗斯、加拿大、美国的阿拉斯加等环北极圈地区,蒙古国和我国东北等高纬度地区以及青藏高原、天山、阿尔泰山等高海拔地区。
多年冻土主要分布在北半球,因此通常所说的多年冻土,主要指北半球的陆地多年冻土。
实际上,赤道附近乞力马扎罗山、南美的安第斯山和南极地区也有一些多年冻土分布,只是这些地区的多年冻土面积较小。
在全球气候变暖背景下,多年冻土出现了明显的退化,而寒冷地区包括北极和青藏高原等地区的变暖速度是全球平均变暖速度的2-3倍,这些地区也正是多年冻土的主要分布区。
热融湖塘是冻土退化的最明显的表现形式之一。
青藏高原有着低纬度面积最大、海拔最高的多年冻土区,相对环北极圈冻土带来说,青藏高原冻土带的厚度更薄,因此热融作用明显,成为热融湖塘分布的重要地区。
青藏高原热融湖分布图(图片出处:陈旭.青藏高原热融湖塘分布及其区域变化特征)
三、热融湖塘的生长和演化过程
热融湖塘最初的是从多边形土开始的,多边形土是一种冰缘地貌(冰川地区边缘地带的各种地貌),虽无冰川覆盖,但是地表在反复冻融作用(冻结、收缩、开裂)下,
从水平方向看,地表被分割成了多边形网状,叫“多边形土”,
从垂直方向看,活动层出现了裂隙,被碎冰和碎石填充,形成冰楔。
多边形土下面冰楔的融化是热融湖塘的最初发育形态。
热融湖塘的生长演化过程:
多边形土
冰楔
冻胀丘
气泡湖
热融湖塘的演化是多年冻土融化引起的沉积物再分配过程。
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”。
但两者的成因不同,喀斯特地貌是流水侵蚀可溶性岩石而形成的,而热喀斯特地貌是地下冰融化地表下陷而形成的。
热喀斯特地貌具体表现形式主要有热融沉降和热融滑塌等。
热融滑塌
四、热融湖塘对地理环境的影响
1.对岩石圈的影响
(1)改变地表形态
热融湖塘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。
(2)改变土壤物理化学性质
由于热融湖区土壤水分发生了变化,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
(1)改变地表和地下水文状况
在多年冻土区域地下冰起着隔水层的作用,全球变暖导致的多年冻土退化,必然会导致多年冻土区土壤水分的改变,进而改变地表水的产流和汇流过程。
多年冻土的存在对于地下水的流通起到阻隔作用,因此地下水循环有着特定的循环路径。
热喀斯特地貌形成融区后,地下水原有的流通路径就会改变,比如在某些地方可能出露成泉或汇集成湖。谭老师地理工作室综合整理
(2)影响局地水循环
热融湖塘同时还会对局地水汽循环产生影响。
湖塘水体蒸发增加,形成水汽后在局部又会以降水的形式返回地面。如青藏高原大部分水汽来源是长距离的印度季风输送带来的,但热融湖塘也可以为局地水汽循环提供水汽。
3.对大气圈的影响
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。据研究发现热融湖塘是温室气体的一个重要来源。
4.对生物圈的影响
热融湖塘形成后,陆地生态系统转变成水生生态系统,原有的陆地植被淹没,周边土壤也随着湖塘发展而不断发生侧向崩塌进入水体。热融湖塘经过一定时期后,水体中会出现许多浮游植物和沉水植物之类的水生植物。
这些沉水植物对于湖水的营养盐和碳循环方面可能有着重要作用。此外,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。
5.对人类工程的影响
热融湖塘作为热源向周围多年冻土提供持续的热流,导致热融湖塘的面积和深度随时间而增加。
热融湖塘的融化是连锁性的,一出现就会连成一片,就像多米诺骨牌一样,现在一些热融湖已经逼近了青藏铁路。
大量热融湖塘的形成,导致工程路堤下冻土承载力下降。
五、热融湖塘给我们的思考
随着全球变暖,多年冻土层的融化,成片热融湖塘的出现,对人类来说这绝对不是一件好事,一旦气候的平衡被打破,一系列的连锁反应会导致环境的变化无法挽回。
关于热融湖塘和温室气体的关系,已经成了备受关注的科学问题, 我们在欣赏美的同时,也该更多地关注一下它对生态环境的意义。
来源:地理部落
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