Permafrost là gì?

Permafrost là gì?

Permafrost là đất, đá hoặc trầm tích đã ở dưới điểm đóng băng của nước (32 ° F) trong hai năm trở lên. Mặt đất phải liên tục duy trì dưới điểm đóng băng trong hai năm hoặc hơn để được coi là băng vĩnh cửu. Hầu hết băng vĩnh cửu được tìm thấy ở khu vực Bắc Cực và Nam Cực ở vĩ độ cao. Tuy nhiên, băng vĩnh cửu trên núi cao tồn tại ở độ cao lớn hơn và vĩ độ thấp hơn nhiều. Permafrost chiếm khoảng 0, 2% lượng nước của Trái đất và chiếm khoảng 24% diện tích đất bị phơi nhiễm ở Bắc bán cầu. Permafrost cũng xảy ra ở vùng đất ngầm trên thềm lục địa bao quanh Bắc Băng Dương.

Mức độ của Permafrost

Permafrost tồn tại trong các lớp trên mặt đất. Permafrost tồn tại bên dưới lớp đất trên cùng hoặc trầm tích đóng băng và tan băng hàng năm tạo thành lớp hoạt động. Độ dày của lớp hoạt động thay đổi theo mùa nhưng nó dày trung bình 0, 3 đến 4 mét. Lớp sâu nhất của lớp băng vĩnh cửu xảy ra khi nhiệt ngầm duy trì nhiệt độ trên mức đóng băng. Bên dưới lớp băng vĩnh cửu là lớp Talik được tạo thành từ đất hoặc trầm tích không đóng băng. Mức độ hình thành băng vĩnh cửu phụ thuộc vào khí hậu của một khu vực. Độ sâu của băng vĩnh cửu có thể vượt quá 4.600 feet ở những khu vực có băng vĩnh cửu liên tục và mùa đông khắc nghiệt. Độ dày thay đổi theo vị trí nhưng trung bình từ 2 đến 13 feet. Một kích thước đáng kể của đất đai ở khu vực Bắc Cực được bao phủ bởi băng vĩnh cửu.

Permafrost được tìm thấy ở đâu?

Mặc dù băng vĩnh cửu là phổ biến nhất ở các vị trí vĩ độ cao gần cực Bắc và Nam, băng vĩnh cửu cũng có thể xảy ra ở các khu vực khác nhau trên khắp thế giới. Hơi hơn một phần ba băng vĩnh cửu Bắc bán cầu được tìm thấy ở các vùng của Bắc Mỹ, chủ yếu ở miền bắc Canada, Alaska và Greenland. Hầu hết các băng vĩnh cửu trong khu vực xảy ra ở Siberia, Viễn Đông của Nga, Mông Cổ, Trung Quốc và Tây Tạng. Ở Nam bán cầu, băng vĩnh cửu xảy ra ở Nam Cực, các đảo và vùng núi Andes. Lớp băng vĩnh cửu liên tục được hình thành ở những khu vực có mặt đất đủ lạnh trong suốt cả năm bao gồm Bắc Scandinavia và Viễn Đông của Nga. Băng vĩnh cửu hoặc rời rạc được hình thành ở những nơi nhiệt độ chỉ giảm xuống dưới điểm đóng băng ở một số khu vực như trong bóng râm hoặc trên phần được che chắn của một ngọn núi. Hình thành băng vĩnh cửu theo mùa trong mùa lạnh và biến mất trong mùa ấm.

Khai thác Permafrost

Permafrost kéo dài đến độ sâu nơi nhiệt địa nhiệt được tạo ra từ trái đất và nhiệt độ trung bình hàng năm đạt được trạng thái cân bằng là 32 ° F. Permafrost có thể đạt tới độ sâu cơ sở 4.880 feet ở Siberia. Hàm lượng băng của băng vĩnh cửu có thể vượt quá 2500%, dẫn đến thứ thường được gọi là băng lớn. Băng khổng lồ có thể bao gồm trong thành phần, từ băng tinh khiết đến băng trầm tích. Băng khổng lồ có độ dày khác nhau và có thể dao động từ 2 mét đến 10 mét. Nó được phân loại thành băng bề mặt bị chôn vùi và băng trực quan. Băng bề mặt bị chôn vùi có thể bắt nguồn từ tuyết hoặc hồ đóng băng trong khi băng trực quan được hình thành do đóng băng nước ngầm. Permafrost cũng xuất hiện trong các địa hình quy mô lớn khác nhau như palsas và pingos. Palsas là một khối đông lạnh chứa ống kính băng đông lạnh vĩnh viễn. Pingos là những tảng băng phủ đất có thể cao tới 230 feet và rộng 2.000 feet.

Hậu quả sinh thái của Permafrost

Permafrost đặt ra các ràng buộc đối với các vùng rễ cây dẫn đến không có hoặc có ít thảm thực vật trong vùng băng vĩnh cửu. Do đó, nó ảnh hưởng đến các loài phụ thuộc vào thực vật và động vật có môi trường sống bị giới hạn bởi lớp băng vĩnh cửu. Các vùng băng vĩnh cửu trên toàn thế giới chứa hơn 1500 tỷ tấn vật liệu hữu cơ đã được xây dựng trong nhiều thập kỷ. Lượng carbon chứa trong băng vĩnh cửu gấp bốn lần lượng đã được thải vào khí quyển do các hoạt động của con người. Nếu carbon đi vào khí quyển, nó sẽ tăng tốc độ nóng lên toàn cầu với một lượng đáng kể nổi lên là khí mê-tan. Một lớp băng vĩnh cửu hoạt động có thể chứa một tỷ tế bào vi khuẩn. Một số vi khuẩn không thể nuôi cấy trong phòng thí nghiệm nhưng danh tính của chúng có thể được tiết lộ bằng kỹ thuật DNA.

Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến sự tương tác của chế độ khí hậu trên và dưới mặt đất. Tuy nhiên, bất kỳ thay đổi nhiệt độ ở bề mặt của mặt đất đều cần có thời gian để ảnh hưởng đến lớp băng vĩnh cửu bên dưới. Đối với lớp băng vĩnh cửu dày, có thể mất hàng trăm năm để thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến nó, trong khi đối với lớp băng vĩnh cửu mỏng có thể mất nhiều năm đến nhiều thập kỷ. Theo khảo sát địa chất Canada, đóng băng đã giảm đáng kể trong mùa lạnh trên khắp vùng băng giá của Bắc Mỹ. Các khu vực ven biển và phía đông của Canada đã bắt đầu trải qua sự tan băng của mùa băng ấm áp cho thấy độ sâu và số lượng băng vĩnh cửu giảm. Do đó, tỷ lệ mắc băng vĩnh cửu theo mùa đã tăng do lượng băng vĩnh cửu giảm. Mặc dù một số nghiên cứu và nghiên cứu cho thấy xu hướng ấm lên trên toàn vùng băng vĩnh cửu, các khu vực như vùng băng vĩnh cửu của Nga đã không trải qua những thay đổi đáng kể. Những thay đổi ở các vùng băng vĩnh cửu là kết quả của việc tăng nhiệt độ không khí và giảm độ phủ tuyết.

Tác động của băng tan

Sự tan chảy băng vĩnh cửu có những hậu quả lớn trên bề mặt và dưới bề mặt của cơ sở hạ tầng và hệ sinh thái bị ảnh hưởng. Làm tan băng vĩnh cửu trên đất có khả năng mất ổn định có thể có tác động nghiêm trọng đến cảnh quan. Xói mòn và lở đất là hậu quả phổ biến của suy thoái băng vĩnh cửu. Xói mòn đặc biệt đáng lo ngại ở các khu vực ven biển. Permafrost và mặt đất xung quanh nó rất dễ bị tổn thương bởi các tác nhân ăn mòn như gió và nước. Khi tan băng vĩnh cửu, ma sát cần thiết giữa băng tan băng và băng giá để duy trì sự ổn định có khả năng biến mất có thể dẫn đến trượt băng vĩnh cửu. Sự trượt của lớp băng vĩnh cửu dẫn đến sạt lở. Sự tan chảy của băng vĩnh cửu cũng có thể dẫn đến sụt lún mặt đất. Nó xảy ra khi đất và băng vĩnh cửu trước đây bị giữ lại bởi sự sụp đổ băng dẫn đến các lỗ rỗng không đều. Sụt lún mặt đất có thể tác động tiêu cực đến lớp phủ thực vật của khu vực bị ảnh hưởng. Lún cũng có thể làm tổn hại cơ sở hạ tầng được xây dựng trên băng vĩnh cửu. Các nền tảng của cấu trúc không được thiết kế để phù hợp với những thay đổi trong băng vĩnh cửu có khả năng thay đổi và giảm xuống.