[科普中國(guó)]-凍脹穹丘

凍脹穹丘又稱冰核丘，冰丘的上面是泥土層，下面則為冰核。極區(qū)永凍層因冰霜侵入膨脹作用造成的穹丘，稱為凍脹穹丘。穹丘的隆起量可達(dá)五十公尺以上，上有火口狀下陷。

簡(jiǎn)介凍土層中常夾有未凍結(jié)層，未凍結(jié)層中的水分，經(jīng)物理作用，水分在地下慢慢凝聚成冰體，使地面膨脹隆起，形成凍脹穹丘。凍脹穹丘的平面呈圓形或橢圓形，頂部扁平，周邊較陡，可達(dá)40~50度。凍脹穹丘的頂部表面因地表隆起變形，產(chǎn)生許多方向不一的張裂隙。

凍脹穹丘的規(guī)模大小不等。一年生的凍脹穹丘的規(guī)模較小，高只有數(shù)十厘米至數(shù)米；多年生的凍脹穹丘規(guī)模較大，高可達(dá)十余米至數(shù)十米，直徑從30米到70米。我國(guó)現(xiàn)所見(jiàn)到的最大凍脹穹丘位于青藏公路所經(jīng)的昆侖山埡口，它的高度約20米，長(zhǎng)徑70~80米，短徑30~40米，現(xiàn)尚在發(fā)展中。

凍脹穹丘的結(jié)構(gòu)是頂部為1米至數(shù)米厚的粉砂土或泥炭土，其下為純冰的核心，呈透鏡體，冰核心的周圍為凍結(jié)的砂層或土層，往下常有一米凍結(jié)層，再往下才是永凍層。

凍脹穹丘有時(shí)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆炸。在夏季氣溫上升很快時(shí)，上部?jī)鼋Y(jié)層迅速融化，使土層急劇降低，這時(shí)如凍脹穹丘內(nèi)含有氣體，承壓力很高的地下水就可能發(fā)生噴水爆炸，形似火山噴發(fā)。

形成原因凍脹穹丘有兩種成因類型---封閉型凍脹穹丘和開(kāi)敞型凍脹穹丘。

封閉型凍脹穹丘封閉型凍脹穹丘的成因是由于凍土層中有層間水，水與冰具有不同溫度和不同蒸氣壓力，因液相飽和蒸氣壓大于固相飽和蒸氣壓，造成水分子和蒸氣分子的遷移。液相水體上的蒸氣水分子不斷轉(zhuǎn)移到固相冰體上凝結(jié)起來(lái)，使凍土中冰體不斷擴(kuò)大，擠壓周圍土層，而使地面隆起，形成凍脹穹丘。

封閉型凍脹穹丘在形成過(guò)程中的聚冰作用，其水分主要是來(lái)自附近未凍結(jié)的沉積物中的孔隙水，如沒(méi)有外來(lái)水分的補(bǔ)給，形成的冰層較薄。許多封閉型凍脹穹丘常形成于干枯湖泊的底部，因?yàn)楹梢院蠛兹鄙俸谋刈饔茫鸷椎膬鼋Y(jié)層加厚，未凍結(jié)層縮小，使未凍結(jié)層中的孔隙水向凍結(jié)層凝聚而成冰核透鏡體，形成凍脹穹丘。

開(kāi)敞型凍脹穹丘開(kāi)敞型凍脹穹丘在形成過(guò)程中，有外來(lái)水分補(bǔ)給。在未凍結(jié)層的斜坡，土層中的水由上坡向下滲透，產(chǎn)生很大承壓力的地下水。在凍結(jié)過(guò)程中，水向凍結(jié)面轉(zhuǎn)移形成地下冰層，體積不斷膨脹，使地面隆起形成凍脹穹丘。如果地下水位較高，地形平坦，松散層較厚，地下水源補(bǔ)給豐富，更有利于凍脹穹丘的發(fā)育。昆侖山埡口的凍脹穹丘發(fā)育在兩組斷層交叉部位上，這里有穿越多年凍土層的地下融道，有豐富水分供給，形成14米厚的地下冰透鏡體的開(kāi)敞型凍脹穹丘。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院