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作者 星辰 | 審稿 西閣
在多年凍土區(qū)，分布著一種特殊的湖泊——熱融湖。
什么是熱融湖？
熱融湖是如何形成的？
熱融湖主要分布在哪里？
熱融湖對(duì)環(huán)境有什么影響？
熱融湖（thaw lake），其實(shí)從字面上就很容易理解它的意思。
熱：由自然因素（氣候轉(zhuǎn)暖、溫差增大等）或人為因素（破壞植被、開荒、挖溝、筑路、修水庫(kù)等）引起凍土受熱增加；
融：地下冰或多年凍土層發(fā)生局部融化，地表土層隨之沉陷而形成熱融沉陷；
湖：這些凹陷積水后便形成了湖塘。
因?yàn)榈乇碜罱K呈現(xiàn)出下凹塌陷，坑坑洼洼的形態(tài)。在外觀上，這樣凹陷不平的表面和喀斯特地區(qū)崎嶇的地表有些類似，所以又稱為“熱喀斯特湖（thermokarst lake）”。
要注意“熱喀斯特”和“喀斯特”的區(qū)別哦~
從成因上來說，熱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蝕可溶性巖石而形成的。
熱喀斯特湖的形成過程
圖源：researchgate.net, 作者: Frederic Bouchard
形成前：多年凍土層穩(wěn)定，地下冰未融化。
初始期：地下冰或多年凍土受熱融化，地表下陷，地表水匯聚。
成熟期：湖盆大量蓄水，向周圍和下方凍土提供熱量。向外，湖岸坍塌后退，湖面不斷擴(kuò)大；向下，湖泊最深可達(dá)多年凍土層下限。
消亡期：持續(xù)擴(kuò)張的熱融湖可能與徑流或相鄰湖盆相遇，進(jìn)而排水。一旦開始排水，湖泊即停止生長(zhǎng)，被水生植物、泥炭、沉積物等填滿，最終消失。
要了解熱融湖的分布，不得不提到凍土。
凍土是指處于零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。
按照凍結(jié)的持續(xù)時(shí)間可將凍土分為：
①暫時(shí)性凍土
此類凍土受天氣變化影響，暫時(shí)凍結(jié)，不久便會(huì)融化。
②季節(jié)性凍土
是指冬季凍結(jié)、春季融化的巖土。其凍土層深度由自然地理?xiàng)l件和土壤物理特性等因素決定。
③多年凍土
又稱“永久凍土”，指多年（兩年以上）連續(xù)保持凍結(jié)的巖土。
在空間分布上，按照某一地區(qū)多年凍土所占面積比例，可將凍土分為連續(xù)凍土、不連續(xù)凍土以及零星的斑狀和島狀多年凍土。
熱融湖一般是多年凍土局部融化而產(chǎn)生的，那我們找到多年凍土的分布區(qū)，就不難發(fā)現(xiàn)熱融湖的分布地區(qū)。
多年凍土全球分布圖
圖源：中國(guó)國(guó)家地理
從全球范圍來看，多年凍土主要分布在環(huán)北極圈地區(qū)、蒙古高原和青藏高原等地區(qū)。
“世界的屋脊”青藏高原，它有著低緯地區(qū)面積最大、海拔最高的多年凍土區(qū)，面積約150萬平方公里，平均厚度在100米左右，相對(duì)于環(huán)北極圈凍土帶來說，青藏高原凍土帶的厚度更薄，土壤溫度變化更大，因此熱融作用明顯，成為熱融湖分布的重要地區(qū)。
熱融湖對(duì)環(huán)境有什么影響？
我們通過一個(gè)視頻來了解熱融湖對(duì)環(huán)境的影響。
若從做題的角度來看，我們可以將它簡(jiǎn)單劃分為對(duì)地球四大圈層的不同影響。
①對(duì)巖石圈的影響
一方面，改變地表形態(tài)。
首先，熱融湖會(huì)導(dǎo)致多年凍土層融化，地表塌陷，湖岸坍塌后退，破壞凍土層的穩(wěn)定。
地表塌陷
其次，熱融湖塘的融化具有連鎖性，所以熱融湖通常成片出現(xiàn)，從遠(yuǎn)處或高空望去，就像滿天繁星一樣，形成美麗的“星宿?！薄?/p>
星宿海 景觀
另一方面，改變土壤物理化學(xué)性質(zhì)。
由于熱融湖區(qū)土壤水分發(fā)生變化，所以凍土的土壤質(zhì)地、含水量 、容重以及土壤養(yǎng)分都發(fā)生了強(qiáng)烈改變。
②對(duì)水圈的影響
熱融湖大量蓄水形成湖泊，局地蒸發(fā)和降水將受到影響，且當(dāng)湖泊面積擴(kuò)大時(shí)，與其他湖泊和徑流相貫通，地表水和地下水的水文狀況也會(huì)隨之發(fā)生改變。
③對(duì)大氣圈的影響
熱融湖演化過程中，積累在凍土層中的有機(jī)物分解釋放出甲烷等溫室氣體，使湖塘出現(xiàn)冒泡的現(xiàn)象。當(dāng)湖面冰封時(shí)，一個(gè)個(gè)氣泡被凍結(jié)在透明的冰層中，出現(xiàn)與“氣泡湖”相同的景觀。
氣泡湖
如此美麗的景象背后卻隱藏著巨大的危害。
有研究表明，熱融湖加快了凍土的融化速度，使土壤中儲(chǔ)存的碳大量釋放，加劇了全球變暖。
④對(duì)生物圈的影響
熱融湖演化過程破壞了地表植被根系的物質(zhì)基礎(chǔ)，而且，地面沉陷、土壤流失會(huì)嚴(yán)重破壞植被的根系，并對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成極大的影響。
凍土融化后，會(huì)將原來封凍的古老微生物、病毒等釋放出來，影響生態(tài)環(huán)境。
另外，熱融湖會(huì)影響人類的工程建設(shè)。
隨著凍土區(qū)道路、輸油管線等線性工程的大量修建，熱融湖作為一種工程地質(zhì)災(zāi)害，會(huì)顯著影響工程基礎(chǔ)的熱穩(wěn)定性，誘發(fā)凍土地帶路基沉陷、變形等，危害工程安全。
多年凍土是指地下持續(xù)多年凍結(jié)的土石層,是一種由冰膠結(jié)合且性質(zhì)特殊的土體，其厚度一般具有穩(wěn)定性。熱融湖塘是指由自然或人為因素引起凍土季節(jié)融化深度加大，導(dǎo)致地下冰或多年凍土層發(fā)生局部融化，地表土層隨之沉陷積水后形成的湖塘,其廣泛分布在多年凍土區(qū)。下圖示意青藏高原多年凍土區(qū)某熱融湖塘湖心溫度隨深度和時(shí)間的變化特點(diǎn)，該湖為封閉性湖泊。據(jù)此完成下面小題。
1．B（選項(xiàng)二）
圖中橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示深度。從圖中看，熱融湖塘湖心0℃等溫線不到10米，說明湖冰厚度不足10米，而湖水深度大于40米，因此湖水深度大于湖冰厚度，A錯(cuò)。該地位于青藏高原，氣溫最高月為7月，從圖中看，20米深處，溫度最高月出現(xiàn)在10月，可判斷出，水溫變化滯后于氣溫變化，B正確。從圖中看，水溫隨深度增加先增加后降低，C錯(cuò)。從圖中看，底層水溫各月變化不大，底層的水溫變化小于表層，D錯(cuò)。
2．D（選項(xiàng)四）
由材料“熱融湖塘是指由自然或人為因素引起凍土季節(jié)融化深度加大,導(dǎo)致地下冰或多年凍土層發(fā)生局部融化”可知，熱融湖形成的原因是表層季節(jié)性凍土融化深度增加，導(dǎo)致地下冰或多年凍土層融化，可判斷出多年凍土應(yīng)位于季節(jié)性凍土層以下，受氣溫影響小，受湖水溫度影響大，因此影響熱融湖塘底部?jī)鋈趨^(qū)冬季擴(kuò)展的主要影響因素是湖泊與凍土層的溫差，D正確。
3．B（選項(xiàng)二）
由材料“導(dǎo)致地下冰或多年凍土層發(fā)生局部融化,地表土層隨之沉陷積水后形成的湖塘”可知，只有凍土層完全融化后，熱融湖塘的深度才會(huì)不再增加，因此，隨著熱融湖塘的發(fā)展，其最大深度最終將等于凍土層的下限深度，B正確。
近年來，隨著全球變暖北極凍土區(qū)氣溫升高造成凍土融化。由于這種融化作用形成的地貌，與石灰?guī)r地區(qū)巖溶作用形成的地貌很相似，故稱為“熱喀斯特”作用；由其形成的低洼地積水成湖，稱為“熱喀斯特”湖。研究人員在北極地區(qū)11個(gè)“熱喀斯特”湖72個(gè)地點(diǎn)捕獲了湖底凍土層釋放的甲烷氣泡（如下圖所示）。
“熱喀斯特”作用使凍土融化，形成湖泊（2分）；湖泊的形成加快凍土融化過程（2分）；凍土融化過程釋出甲烷溫室氣體（2分）；促進(jìn)全球進(jìn)一步變暖，形成惡性循環(huán)（2分）；凍土融化將原來封凍的古老微生物、病毒等釋放出來，影響生態(tài)環(huán)境（2分）。
參考文獻(xiàn)
楊振，溫智，牛富俊等．多年凍土區(qū)熱融湖研究現(xiàn)狀與展望[J]．冰川凍土，2013，35（６）：1519－1526．
單之薔.熱融湖塘里的康德[J].中國(guó)國(guó)家地理,2020(12):16-29.
賈麟,范成彥,母梅,陳旭,仲文,尚建國(guó),張鳳,李麗麗,彭小清,牟翠翠,張廷軍.從第三極到北極：熱喀斯特及其對(duì)碳循環(huán)影響研究進(jìn)展[J].冰川凍土,2020,(第1期).
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