מה זה Permafrost ואיפה הוא נמצא?

Permafrost הוא קרקע שנשארה או מתחת ל-0 מעלות צלזיוס (3 ° F) במשך לפחות שנתיים רצופות. זה מתחת ל -24 אחוזים משטח הקרקע החשופ בצפון המיספרה, המשתרע על פני אזורים עצומים של סיביר, אלסקה, קנדה וחלקים של סקנדינביה. Permafrost מאופיין לא בנוכחות קרח בלבד, אלא על ידי מצב קבוע של אדמה קפואה, מעט מטרים רבועים של עומק, מאשר מטרים ספורים של סיביר.

שטח Permafrost מחולק לעתים קרובות לשלושה אזורים המבוססים על היקף: רציף (הסתרה > 90% של האזור), הפסקה (50–90%), ו sporadic (<50%) באזורים רצופים, הקרקע קפואה כמעט בלתי-מפוחדת - טיפוסית באזורים הארקטיים הגבוהים.אזורים של אזורים קוטינטנסיים יש כיסים קרובים או אגמים.

החומר האורגני שנלכד ב permafrost - צמחים מתים, בעלי חיים ומיקרובים - כבר קפוא במשך אלפי שנים.בכמה מקומות, פחמן מאוחסן ב permafrost עולה על כל הפחמן הנמצא כיום באטמוספירה של כדור הארץ.כאשר permafrost thaws, פחמן הופך זמין עבור decomposition, שחרור גזי חממה כמו פחמן דו תחמוצת הפחמן ומתאן.זה תהליך זה יוצר חיובי כי הוא מאיץ משובים, שהופכים שינויים אקליםיים להתחממות כדור הארץ.

מה גורם Permafrost Thawing?

שינויי אקלים כנהג הראשי

הגורם המשמעותי ביותר המניע את permafrost הוא ההתחממות המהירה של האזורים הארקטיים והסובלקטיים. במהלך העשורים האחרונים, הארקטי התחממות כמעט פי ארבע מהר יותר מהממוצע העולמי - תופעה המכונה הגדלה הארקטית.טמפרטורות אוויר גבוהות יותר מתורגמות ישירות לטמפרטורות קרקעיות חמות יותר, בהדרגה מעלה את הטמפרטורה של permafrost עד שהוא מתחיל להילקח מלמעלה למטה.

עומק העונה - השכבה הפעילה - גדל בעובי על פני אזורים רבים permafrost. שבו השכבה הפעילה פעם הורחבה רק 30-60 ס"מ מתחת לפני השטח, עכשיו זה יכול להגיע מעל מטר בחלק מהמישורים. זה עונתי עמוק יותר מאפשר יותר חום להיכנס לשכבה קפואה לצמיתות מתחת, מאיץ את תהליך ההטלה לאחר שנה.

Thaw Driven by Wildfire and Disturbance

שריפות, אשר הופכות תכופות יותר אינטנסיביות בקווי הרוח הצפוניים, להסיר את השכבות האורגניות ולהחשיכה את פני הקרקע לאחר שריפה, הקרקע סופגת יותר קרינה סולארית, מה שגורם לפורמולוסט לחום ולצוף מהר יותר. באזורים מסוימים, אובדן כיסוי עץ וחומר אורגני הוכח להגדיל את עומק הקיץ על ידי 50 אחוזים או יותר.

המונחים: human-Induced Thawing

פיתוח תשתיות – כמו כבישים, צינורות, מבנים – גם מאיץ את ההשפלה של permafrost. Removing צמחייה והקמה משטחים ששמרו חום, כמו סולמות כהה או גגות מתכת, מגביר את הטמפרטורות הקרקעיות. מבנים מבודדים למדי להעביר חום למטה, גרימת permafrost הבסיסית כדי להיתקע. בקהילות רבות בצפון, זה הוביל לכישלונות יסוד, כבישים התמוטטו, גבעות מתפתלות, מתפוררות ומצעים.

טרנספורמציה מכניזם

Thermokarst and Ground Subsidence

כאשר permafrost עשיר קרח מתמוטט, יצירת טופוגרפיה סלעית המכונה FLT:0thermokarstphFLT:1; תת-קרקעית זו עלולה לגרום לדיכאון, חורפים, ולחמוסים. השטח הקרמרמו קראסט הוא אחד הסימנים הגלויים ביותר של permrost thaw.

בעוד הקרקע שוקעת, הנוף משתנה מטווח שטוח יחסית, קפוא לתוך ג'מבל של בריכות, בוץ, וקרקע לא אחידה. תת-קרקעית זו יכולה להיות הדרגתית (כמה סנטימטרים בשנה) או פתאומית (מונים בעונה אחת) השטח הלא-שבע הופך את זה קשה מאוד לשמור על כבישים, רכבות, צינורות, אשר לעתים קרובות בנוי על קור רוח יציבים permrost.

ארכיון תגיות: Thermokarst Lakes

ברגע שדיכאון נוצר תת-קרקעית, הם לעתים קרובות ממלאים מים מהיתוך קרח ומשקעים, יצירת אגמים מדרגה:0 thermokarst LakeFLT:1 ; האגמים האלה אופייניים לנוף permrost של thawing.הם נעים בגודל של בריכות קטנות כמה מטרים על פני אגמים עצומים המשתרעים כמה קילומטרים.

הניקוז הפתאומי של האגמים התרמטיים הוא תופעה נפוצה יותר באלסקה וסיביר.כאשר האגם מרוקן, הוא חושף את ההקדמה הבסיסית לאוויר, המוביל להתפרצות מהירה יותר.אירועים אלה משחזרים את ה הידרולוגיה המקומית ואפילו יכול לשנות שולחנות מים אזוריים.ה-כיקון-כסקורקם דלתא באלסקה, למשל, ראה עלייה דרמטית באגם במהלך העשורים האחרונים.

חוף הים Erosion ו Slumping

באזורי החוף הארקטיים, permafrost thaw מאיץ שחיקה כי הצוק הקפוא כי buffer החוף הם התכה מבפנים.אובדן של קרח מחליש את השרוולים, ופעולת הגל תחת חתכים אותם, גרימת בלוקים ענקיים של סינדיציה קפואה כדי לקריסה לתוך הים.

על מדרונות הגבעה, thawing permafrost יכול לגרום slumps מסיבי - הידוע בשם FLT:0retrogressive thaw slumpsigsFLT:1 - שבו התכה של שכבת קרח חשוף גורם הקרקע overlying להחליק למטה למטה. חלק מאותם slumps אורך מאות מטרים ויכול לשקוע מחדש עמקים שלמים בקיץ אחד הם לחשוף את הנהרות טרי ונפח גדול של פחמן.

השלכות אקולוגיות של Thawing Permafrost

משמרות וירוקות של הארקטי

ככל שהקרקע חמה והשכבה הפעילה עבה, בעבר צלעות ועצים יכולים להתרחב לאזורים שפעם נשלט על ידי tundra. תופעה זו, המכונה ירוק הארקטי, היא תוצאה ישירה של השפלה permafrost. , צמחייה צפופה יותר יכול לשנות את הצטברות השלג, פני אלבדו, וחילופי אנרגיה עם האווירה.

עם זאת, ההתרחבות של שיחים ועצים יש גם אפקט קירור באזורים מסוימים: גידול צמחי מוגבר יכול לרדת CO2 במהלך העונה הגדלה, חלקית מפרסום פחמן מרתיעה.אבל זה עלייה עונתית הוא הרבה יותר קטן מאשר פחמן הנפלט מחומר אורגני מחוספס כי כבר קפוא במשך אלפי שנים.

תגובה חיה ופירוק

חיות ארקטיות רבות תלויות נופים יציבים של permrost. Caribou ו redeer, למשל, להסתמך על tundra יבש עבור מסלולים calving וההגירה.היווצרות של Thermokarst יכול להציף את האזורים האלה או ליצור שטח בלתי אפשרי. , שועלים הארקטיים, ללחצץ צוואר הרחם, ו owls שלג יש כל בתי גידול אשר הופכים.

לעומת זאת, מינים מסוימים עשויים ליהנות מהשינויים. Geese ו-waterfowl אחרים מוצאים אזורים חדשים קינון ברטבים המתרחבים. Whales ו walruses עשויים למצוא נתיבי מים פתוחים יותר כמו ירידת קרח ים, אם כי אובדן קרח החוף גם מפחית את האכילה החשובה ואת הפלטפורמות מנוחה.כלל, permafrostaw פועל ככוח חזק של שינוי אקולוגי, דוחף מינים להסתגל או relate.

שחרור פחמן ומטהאן

Permafrost הוא אחד מחנויות הפחמן הגדולות ביותר בעולם, המכיל מוערך -1,500 מיליארד טון של פחמן אורגני - בערך פי שניים הכמות כיום באטמוספירה.כאשר permafrost thaws, microbes להתחיל decom נניח כי חומר אורגני, שחרור CO2 בתנאים אירוביים ומתאן תחת תנאי אווירובית (התקומים) הוא בערך 25 פעמים חזק יותר כמו גז פחמן CO2 מאשר מאה.

כמות המתאן המשתחררת האגמים התרוקרטיים והרטבים היא אי הוודאות העיקרית במודלים של אקלים.מחקרים זיהו צנרת מתאן מסיבית שמקורן באגמים הארקטיים ובמזרח סיביר הארקטי, אזור permafrost submerged permafrost. אלה יכולים להאיץ את ההתחממות הגלובלית במחזור של חסכון עצמי.

חוקרים בארגונים כמו FLT:0) טבע GeoscienceFLT:1 תיעד כי לפתע permafrost taw - שבו הקרקע קורס בתוך שנים ולא עשרות שנים - יכול לשחרר פחמן הרבה יותר מהר מאשר הדרגתית של תהליך זה, לעתים קרובות להתעלם במודלים קודמים, יכול להכפיל את הפחמן המשוחרר מ permafrost עד סוף המאה.

השפעה על תשתיות האדם

בניינים וקרנות

בקהילות רבות בצפון, מבנים מעוגנים לתוך permafrost באמצעות ערמות התלויות על קרקע קפואה ליציבות.כפי שחמפסים ומאבדים יכולת נושא, ערימות אלה יכולות להשתנות, מה שגורם לרדאר, דלתות לפצח, וחומות להטיש.In Norilsk, רוסיה וחלקים של אלסקה, בלוקים שלמים של דירות נידחו בגלל כשלים שנגרמו על ידי permafrostrostrererererererererererererererererererererererererecererererererecerecerererererererererecerecerecerererererererererecerererererererererererere, הם לעתים קרובות לתקן תיקונים זמניים.

טכניקות בנייה חדשות כוללות שימוש בתרמוזיפוניות - מכשירים קירור פסיביים שמסירים חום מהקרקע - ומבנים רלוונטיים על ערמות מתכוונן.עם זאת, רטרופית מבנים קיימים היא יקרה, וקהילות רבות חסרות את המשאבים כדי לטפל בנזק הגדל.

רשתות תחבורה

כבישים ומסילות שנבנו על permrost פגיעים מאוד. באזור permafrost המעצור, סללה לעתים קרובות buckles וסדקים כמו קווי הקרקע ללא אפילו. Rail, כגון רכבת מפרץ הדסון בצפון מניטובה, חוו מכשולים והפרעות שירות עקב תנועה יבשתית קשורה.

שמן וגז פיטורי

קווי צינור כמו מערכת צינור Trans-Alaska תוכנן עם רגישות permafrost בראש: הצינור הוא גבוה בכל מקום הקרקע מכיל permafrost עשיר קרח.עם זאת, כבישים סביב ומבנים תמיכה עדיין מושפע. ברוסיה, קרעים של שמן צינורות גז מתנועה קרקע מושרה גרמו שפך סביבתי משמעותי.

על פי דיווח של משרד האחריות הממשלתי של ממשלת ארה"ב, קהילות רבות בצפון אינן מוכנות כראוי לנזקי התשתית המואצים שגורמים להתאמה של תקני התכנון הנוכחיים והשקעה במערכות ניטור הן סדרי עדיפויות דחופות.

כפלות גלובליות ו- Carbon Feedback Loop

שחרור גזי החממה מ-thawing permafrost הוא דאגה גלובלית גדולה. מדענים מעריכים כי אם העולם משיג את יעד הסכם פריז להגביל את ההתחממות ל-1.5 מעלות צלזיוס, פליטות permafrost יכול להיות צנוע יחסית. אבל עם הפליטה הנוכחית מובילה ל 3-4 מעלות צלזיוס של התחממות, permafrost יכול לשחרר מאות מיליארדי טונות של CO2 ו methane, באופן משמעותי לשנות אקלים.

לולאת משוב זו נקראת לפעמים "פצצת פחמן אפרורוסית" (permafrost Carbon Bomb) בעוד שהמונח עשוי להיות מלודרמטי, הסיכון הוא אמיתי.המדע הזמין ביותר, אשר נאסף על ידי FLT:0IPCC 6th Assessment ReportFLT:1, מציין כי permafrost thaw כבר תורם ריכוזי חממה אטמוספריים רבים אחרים, permrostreible פחמן הוא לא יכול להיות משוחזר במהירות על ידי זמן בלתי הפיך.

יתר על כן, Permafrost יכול לשחרר פתוגנים עתיקים ומתכות רעילות כמו כספית. permafrost הארקטי מוערך להכיל כ 15 מיליון גלונים של כספית - אחד המאגרים הטבעיים הגדולים ביותר על פני כדור הארץ. מרקורי מ permafrost thawing יכול להיכנס למים ולהצטבר דגים, המשפיע על קהילות ילידיות שמסתמך על דיג תת-קרקעי.

עובדות מעניינות על Permafrost Thawing

מגה-שוממים ו- Batagaika Crater

הקרטר באתאגיקה בסיביר - לעתים קרובות נקרא "השער אל העולם התחתון" - הוא הגדול בעולם של מגה-המגום (Amafrost megaslump) (השער אל העולם התחתון) - הוא הופיע לראשונה בשנות ה-60 לאחר ה-60 לאחר התפוררות חשפה את הקרקע, והוא כבר מתרחב מאז 2024, המכתש הוא יותר מ 1 ק"מ ארוך ויותר מ 80 מטרים עמוק, כל קיץ, קירות של קריסת, החשיפה, במהירות, כולל מכחול עתיקת, כולל מכחול, כמו גם מכחול, והוא יכול להיות מכחול עתיק, כולל מגובה, כמו גם מכחול, כמו גם מגובה, כמו גם מגובה, כמו גם ממין, כמו גם מפצעים, כמו גם מגובה, כמו גם ממין, כמו גם מגובה, כמו גם ממין, כמו גם מגובה, כמו גם ממין, כמו גם ממין, כמו גם מגובה, כמו גם ממין, כמו גם ממין, כמו גם מגובה של כדור-זמנית, כמו גם מגובה של כדור-עשר קמר, כמו גם מגובה של כדור-עשר ק"מחץ עתיק של כדור-עשר ק"מחץ, כמו גם ממין, כמו גם מגובה,

וירוסים עתיקים ומיקרובים

Permafrost פועל כקפאה עמוקה טבעית, שמירה על המיקרואורגניזמים במשך עשרות אלפי שנים. בשנת 2014, מדענים להחיות וירוס ענק בן 30,000, FLT:0Pithovirus sibericumFLT:1, החל מ- eann permafrost של ים, בעוד שהוא רק להדביק amoebas, התגלית מעלה חששות כי פתוגניים יכול גם להיות מהתפרצות כמו התפרצות של סרטן קרח, אך עלול לשאת את ה-ה של אלפי תאים קטלניים של חצי האי-חיים, אך ורק להדביק את הקרסולקים.

צוללת Permafrost - The Underwater Reservoir

לא כל permafrost הוא על הקרקע.אזורים גדולים של המדף היבשתי הם underlain על ידי צוללת permafrost כי נוצר במהלך עידן הקרח האחרון כאשר רמות הים היו נמוך יותר.עכשיו שקוע תחת מי הים, זה permafrost הוא אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אטץ מן העליון (הרומים מן העליון (הרומים של מים חמים (בץ מים חמים (הרומים מים חמים

תגיות: Thawing Ancient Ice Wedges

קרח מתנפחים - היווצרות קרח מסיבית כי הם לעתים קרובות מאות אלפי שנים - מתמיסים ברחבי הארקטי. ⁇ אלה בצורת סדקים חוזרים ומתמסת הקרקע עם מים קפואים. כאשר הם צו, פני הקרקע מתמוטטים, יצירת דפוס פוליגון של troughs. אלה "פולימדקריסטגון" למלא עם מים והופכים לפסיפס רדום, במיוחד של קרח מאוחסן, במיוחד.

הסתגלות וכיוונים עתידיים

מערכות זהירות ואזהרה מוקדמת

ניטור מדויק של טמפרטורות permafrost ועובי שכבתי פעיל הוא חיוני לחיזוי שינויים הנוף.רשתות כגון רשת טרסטריבית גלובלית עבור Permafrost (GTN-P) לאסוף נתונים ממאות של נמטומים ברחבי העולם.טכניקות המבוססות על לוויין, כולל InSAR (פרומטרי Synthetic Aperture Radar), יכול לזהות עיוות קרקעי בקנה מידה נרחב על פני אזורים גדולים אלה.

חוקרים ב-FLT:0 Institute of Arctic andאלפים Research (INSTAAR) פיתחו גישות חדשניות לחיקוי של דינמיקת permafrost, שילוב נתונים שדה עם מודלים אקליםיים ברזולוציה גבוהה.

פתרונות הנדסה

עבור תשתיות קיימות, thermosyphons, לוחות בידוד, כריות קבר יכול לעזור להאט את העברת החום לתוך permafrost. מבנים חדשים נבנו לעתים קרובות על ערמות בורג או קרנות ניתנות להתאמה שניתן לממשן כמו משמרות הקרקע. חלק מהכבישים להשתמש בטכניקה הנקראת "התתת הסלמה התיישבות", שבו גראנט קומפקטי ממלא את הקרקע העשירה קרח.

בטווח הארוך, האפשרות היחידה של אזורים רבים מתוכננת למקם מחדש – להעביר קהילות ותשתיות הרחק מאזורי ההסגר הפגיעים ביותר.תהליך זה כבר מתקדם עבור כמה כפרים ילידים באלסקה וקנדה שעומדים בפני שחיקה קשה ונחיתות.

מדיניות ופעולה גלובלית

מכיוון ש- Permafrost thaw הוא נושא גלובלי המונע על ידי שינויי אקלים, צמצום פליטות גזי החממה נשאר האסטרטגיה היעילה ביותר. הסכמים בינלאומיים המגדירים את ההתחממות הגלובלית גם מגבילים את ההידרדרות של permafrost.בנוסף, מדיניות ממוקדת יכולה לתמוך הסתגלות: מימון ניטור permafrost, מחקר פליטות פחמן מ- thaw, ותקני הנדסה עבור בנייה צפונית.

הידע הילידים ממלא תפקיד חיוני בהבנה ולהסתגלות לשינויים בנוף.במשך אלפי שנים, העמים הארקטיים צפו וענו לשינויים בשטח. integrating תצפיות מסורתיות עם נתונים מדעיים מניבות תמונות מדויקות יותר של איך permafrost משתנה ומה זה אומר עבור מערכות אקולוגיות מקומיות ופרנסות.

מסקנה

Permafrost thawing הוא לא סיכון רחוק, תיאורטי - זה קורה עכשיו, לעצב מחדש נופים עצומים על פני הארקטי subarctic.הטרנספורמציה של קרקע קפואה לתוך שטח מסובסדת, אגמים תרמוקריסט, ואת קו החוף התפתל יש השלכות עמוקות על מערכות אקולוגיות, חיות בר, תשתיות ויציבות האקלים.כפי שהכוכב ממשיך לחמם, את המשובים של permrostrostrost פחמן ומתאן יתנפח רק גורם מרכזי של כדור הארץ.

הבנת העובדות המעניינות הללו על ההשתלה והטרנספורמציה של הנוף עוזרת להדגיש את הדחיפות של שינוי האקלים המידרדר והסתגלות לשינויים שכבר התרחשו.העולם הקפוא מתחת לרגלינו הוא במהירות נותן דרך – והנוף שהוא משאיר מאחור יגדיר את הארקטי לדורות הבאים.