永凍層:永凍層（permafrost）又稱永久凍土或多年凍土，是指持續多 -百科知識中文網

性質與結構

1、永凍層一般分布在地下30~40厘米處，通常又分為上下兩層，上層夏季融化，下層仍處於冰凍狀態。永久凍土具有暗色或淡色表層，地表具有多邊形土或石環狀、條紋狀等凍融蠕動形態特徵。

2、永久凍土地帶的泥土不一定有水分，例如在無孔基岩（不透水的岩石）里就不可能有水；但在大多數情況下，水不僅存在，而且更超過地表物料的潛在水飽和量。

3、一般的凍土層在氣候回暖或受到強壓時，凍土內的冰會融化成為水；但永久凍土的所在之處，即使在天氣回暖之時，氣溫仍然在凍點以下，使凍土內的冰不能再次融化成為水，因而凍土的組成不改變。其持續冰凍時間可長達1000年以上。

4、永久凍土有機質含量不高，腐殖質含量為10~20克每千克，腐殖質結構簡單，70%以上是富里酸，呈酸性或鹼性反應，陽離子代換量低，一般為10厘摩爾/每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，營養元素貧乏。

形成條件

永久凍土的形成，需要同時具備以下兩個必要條件：

氣溫要很低

如果年平均氣溫高於零度，雖然可以形成季節性凍土，卻無法形成永久凍土。

持續時間較長

研究發現，北極地區的凍土層一般都有幾百米厚，而大氣的低溫要傳導到地表以下幾百米的深度，要用幾百、幾千年甚至更長的時間才能完成。

形成要素

1.冰雪：永凍層並非一定有冰，也可能只有凍土。不過一般在永凍層之上總是會有積雪或者冰塊。這些雪對於地表會有保溫作用。同時，這些積雪又會幫助地表降溫。在化雪的季節，由於溶化，氣化的發生，產生大量潛伏熱，會帶走熱量，從而降溫。

2.土壤中的水：水的導熱性比冰要差很多。土壤中的水可以看做是夏天阻擋外界熱量進入永凍層，冬天允許永凍層的熱量傳出地表。所以可以有效的保證永凍層溫度低於0攝氏度。

3.地表植被：植被可以起到很好的降溫作用。

4.泥炭：泥炭是產生永凍層最重要的因素。尤其是乾泥炭，就像是絕熱的器具可以有效保證永凍層低溫。此外，泥炭中的水分由於吸收了大量潛伏熱，從而使得地表溫度降低，也起到了保證永凍層低溫的作用。

基本類型

1.海底永凍層

2.連續永凍層

3.不連續永凍層

4.山地永凍層

相關研究

北極暖化是否會造成永凍層（permafrost）的快速融化一向為科學家們所關注，新研究指出阿拉斯加部分地區正面臨永凍層快速溶解的窘境。永凍層若大量融解將對全球氣候環境造成不小的衝擊。永凍層是極寒冷地區常見的自然現象之一。相對於活凍層（active layer）岩石與土壤中的水會在冬天結凍，夏天融解；永凍層岩石與土壤中的水則是終年結凍。位在北極附近的阿拉斯加地區，永凍層為地表活凍層所覆蓋，主要分布於地表下30~40公分，其穩定存在年限長達一千年以上。永凍層對環境扮演著重要的角色。譬如，永凍層可作為碳循環中的主要碳去處（sink）之一：由於有機物的分解與二氧化碳的生成受溫度影響，因此北極寒冷的天氣可減緩保存在永凍層內的有機物分解，並降低二氧化碳被釋放到大氣之中。近年來，逐漸升溫的北極氣候已成為許多科學家們的焦點。長期地表觀測資料顯示，過去30年來的增溫現象已促使極區土壤的溫度上升1~3度C。英國科學家， Colin Prentice表示阿拉斯加地區增溫的幅度遠高於全球平均升溫值。然而，若北極溫度持續升高，則永凍層很可能大量融解，但過去的觀測並不能提供明確的答案。

2012年12月26日，美俄科學家宣布發現數種生活在西伯利亞永久凍土層中的細菌能在與火星類似的惡劣環境中生存。這表明，地球上的微生物也許能在火星上生存。科學家們在許多寒冷地區發現一些肉食桿菌屬（Carnobacterium）細菌，隨後科學家們將這些細菌放在28攝氏度的常溫條件下培養，然後用它們測試火星環境，比如缺氧、極端低溫和低壓環境。通常情況下，缺氧、低溫低壓會阻礙大多數微生物的生長。30天試驗後，10000個實驗樣本中有6個能在這些極端條件下存活，而所有倖存個體都是肉食桿菌屬。

永凍層

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