冰天雪地里美得冒泡的湖泊——热融湖
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作者 星辰 | 审稿 西阁
在多年冻土区，分布着一种特殊的湖泊——热融湖。
什么是热融湖？
热融湖是如何形成的？
热融湖主要分布在哪里？
热融湖对环境有什么影响？
01
热融湖（thaw lake），其实从字面上就很容易理解它的意思。
热：由自然因素（气候转暖、温差增大等）或人为因素（破坏植被、开荒、挖沟、筑路、修水库等）引起冻土受热增加；
融：地下冰或多年冻土层发生局部融化，地表土层随之沉陷而形成热融沉陷；
湖：这些凹陷积水后便形成了湖塘。
因为地表最终呈现出下凹塌陷，坑坑洼洼的形态。在外观上，这样凹陷不平的表面和喀斯特地区崎岖的地表有些类似，所以又称为“热喀斯特湖（thermokarst lake）”。
要注意“热喀斯特”和“喀斯特”的区别哦~
从成因上来说，热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蚀可溶性岩石而形成的。
02
热喀斯特湖的形成过程
图源：researchgate.net, 作者: Frederic Bouchard
形成前：多年冻土层稳定，地下冰未融化。
初始期：地下冰或多年冻土受热融化，地表下陷，地表水汇聚。
成熟期：湖盆大量蓄水，向周围和下方冻土提供热量。向外，湖岸坍塌后退，湖面不断扩大；向下，湖泊最深可达多年冻土层下限。
消亡期：持续扩张的热融湖可能与径流或相邻湖盆相遇，进而排水。一旦开始排水，湖泊即停止生长，被水生植物、泥炭、沉积物等填满，最终消失。
03
要了解热融湖的分布，不得不提到冻土。
冻土是指处于零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
按照冻结的持续时间可将冻土分为：
①暂时性冻土
此类冻土受天气变化影响，暂时冻结，不久便会融化。
②季节性冻土
是指冬季冻结、春季融化的岩土。其冻土层深度由自然地理条件和土壤物理特性等因素决定。
③多年冻土
又称“永久冻土”，指多年（两年以上）连续保持冻结的岩土。
在空间分布上，按照某一地区多年冻土所占面积比例，可将冻土分为连续冻土、不连续冻土以及零星的斑状和岛状多年冻土。
热融湖一般是多年冻土局部融化而产生的，那我们找到多年冻土的分布区，就不难发现热融湖的分布地区。
多年冻土全球分布图
图源：中国国家地理
从全球范围来看，多年冻土主要分布在环北极圈地区、蒙古高原和青藏高原等地区。
“世界的屋脊”青藏高原，它有着低纬地区面积最大、海拔最高的多年冻土区，面积约150万平方公里，平均厚度在100米左右，相对于环北极圈冻土带来说，青藏高原冻土带的厚度更薄，土壤温度变化更大，因此热融作用明显，成为热融湖分布的重要地区。
04
热融湖对环境有什么影响？
我们通过一个视频来了解热融湖对环境的影响。
若从做题的角度来看，我们可以将它简单划分为对地球四大圈层的不同影响。
①对岩石圈的影响
一方面，改变地表形态。
首先，热融湖会导致多年冻土层融化，地表塌陷，湖岸坍塌后退，破坏冻土层的稳定。
地表塌陷
其次，热融湖塘的融化具有连锁性，所以热融湖通常成片出现，从远处或高空望去，就像满天繁星一样，形成美丽的“星宿海”。
星宿海 景观
另一方面，改变土壤物理化学性质。
由于热融湖区土壤水分发生变化，所以冻土的土壤质地、含水量 、容重以及土壤养分都发生了强烈改变。
②对水圈的影响
热融湖大量蓄水形成湖泊，局地蒸发和降水将受到影响，且当湖泊面积扩大时，与其他湖泊和径流相贯通，地表水和地下水的水文状况也会随之发生改变。
③对大气圈的影响
热融湖演化过程中，积累在冻土层中的有机物分解释放出甲烷等温室气体，使湖塘出现冒泡的现象。当湖面冰封时，一个个气泡被冻结在透明的冰层中，出现与“气泡湖”相同的景观。
气泡湖
如此美丽的景象背后却隐藏着巨大的危害。
有研究表明，热融湖加快了冻土的融化速度，使土壤中储存的碳大量释放，加剧了全球变暖。
④对生物圈的影响
热融湖演化过程破坏了地表植被根系的物质基础，而且，地面沉陷、土壤流失会严重破坏植被的根系，并对当地的生态系统造成极大的影响。
冻土融化后，会将原来封冻的古老微生物、病毒等释放出来，影响生态环境。
另外，热融湖会影响人类的工程建设。
随着冻土区道路、输油管线等线性工程的大量修建，热融湖作为一种工程地质灾害，会显著影响工程基础的热稳定性，诱发冻土地带路基沉陷、变形等，危害工程安全。
05
多年冻土是指地下持续多年冻结的土石层,是一种由冰胶结合且性质特殊的土体，其厚度一般具有稳定性。热融湖塘是指由自然或人为因素引起冻土季节融化深度加大，导致地下冰或多年冻土层发生局部融化，地表土层随之沉陷积水后形成的湖塘,其广泛分布在多年冻土区。下图示意青藏高原多年冻土区某热融湖塘湖心温度随深度和时间的变化特点，该湖为封闭性湖泊。据此完成下面小题。
1．B（选项二）
图中横坐标表示时间，纵坐标表示深度。从图中看，热融湖塘湖心0℃等温线不到10米，说明湖冰厚度不足10米，而湖水深度大于40米，因此湖水深度大于湖冰厚度，A错。该地位于青藏高原，气温最高月为7月，从图中看，20米深处，温度最高月出现在10月，可判断出，水温变化滞后于气温变化，B正确。从图中看，水温随深度增加先增加后降低，C错。从图中看，底层水温各月变化不大，底层的水温变化小于表层，D错。
2．D（选项四）
由材料“热融湖塘是指由自然或人为因素引起冻土季节融化深度加大,导致地下冰或多年冻土层发生局部融化”可知，热融湖形成的原因是表层季节性冻土融化深度增加，导致地下冰或多年冻土层融化，可判断出多年冻土应位于季节性冻土层以下，受气温影响小，受湖水温度影响大，因此影响热融湖塘底部冻融区冬季扩展的主要影响因素是湖泊与冻土层的温差，D正确。
3．B（选项二）
由材料“导致地下冰或多年冻土层发生局部融化,地表土层随之沉陷积水后形成的湖塘”可知，只有冻土层完全融化后，热融湖塘的深度才会不再增加，因此，随着热融湖塘的发展，其最大深度最终将等于冻土层的下限深度，B正确。
近年来，随着全球变暖北极冻土区气温升高造成冻土融化。由于这种融化作用形成的地貌，与石灰岩地区岩溶作用形成的地貌很相似，故称为“热喀斯特”作用；由其形成的低洼地积水成湖，称为“热喀斯特”湖。研究人员在北极地区11个“热喀斯特”湖72个地点捕获了湖底冻土层释放的甲烷气泡（如下图所示）。
“热喀斯特”作用使冻土融化，形成湖泊（2分）；湖泊的形成加快冻土融化过程（2分）；冻土融化过程释出甲烷温室气体（2分）；促进全球进一步变暖，形成恶性循环（2分）；冻土融化将原来封冻的古老微生物、病毒等释放出来，影响生态环境（2分）。
参考文献
杨振，温智，牛富俊等．多年冻土区热融湖研究现状与展望[J]．冰川冻土，2013，35（６）：1519－1526．
单之蔷.热融湖塘里的康德[J].中国国家地理,2020(12):16-29.
贾麟,范成彦,母梅,陈旭,仲文,尚建国,张凤,李丽丽,彭小清,牟翠翠,张廷军.从第三极到北极：热喀斯特及其对碳循环影响研究进展[J].冰川冻土,2020,(第1期).