凍土是指在零攝氏度和零攝氏度以下凍結(jié),并且含有冰的巖土。凍土學(xué)就是研究?jī)鐾列纬伞l(fā)育及其分布規(guī)律的學(xué)科。
1927年,前蘇聯(lián)科學(xué)家蘇姆金的《蘇聯(lián)境內(nèi)永久凍結(jié)土壤》一書問(wèn)世,標(biāo)志凍土學(xué)開始成為一門獨(dú)立學(xué)科。1929年蘇聯(lián)科學(xué)院成立世界上第一個(gè)研究?jī)鐾恋膶iT機(jī)構(gòu)多年凍土研究常務(wù)委員會(huì)。
北美重視對(duì)凍土的研究始于第二次世界大戰(zhàn)中,60年代末隨著北極海石油的大量發(fā)現(xiàn),及其以后貫穿阿拉斯加石油管線的建成,北美的凍土研究得到了迅速發(fā)展。
中國(guó)對(duì)凍土現(xiàn)象早有記載,如《徐霞客游記》曾提及山西五臺(tái)山頂有龍翻石,但對(duì)凍土開展系統(tǒng)的研究是在20世紀(jì)60年代以后,幾十年來(lái)在普通凍土學(xué)、工程凍土學(xué)、凍土物理力學(xué)、凍土物理化學(xué)方面取得了不少成果,形成較為完整的研究體系。
凍土學(xué)的研究對(duì)象是凍土,包括季節(jié)凍土、隔年凍土和多年凍土,也研究正在凍結(jié)土、正在融化土、曾凍結(jié)土,以及人工凍土。20世紀(jì)50年代以來(lái),前蘇聯(lián)的什韋佐夫等將凍土學(xué)研究對(duì)象與冷圈聯(lián)系起來(lái),認(rèn)為凍土學(xué)是研究地殼冷圈成分、構(gòu)造和發(fā)展的學(xué)科。冷圈是指地球具有負(fù)溫和含有冰的特殊凍結(jié)外殼。目前,有的研究已開始涉及行星或宇宙冷圈。
凍土學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括四個(gè)方面:凍土帶和凍土層形成、分布和發(fā)展的規(guī)律;凍土和正在凍、融土的成分、組織結(jié)構(gòu),及其物理力學(xué)、物理化學(xué)作用和性質(zhì);凍土和正在凍、融土的地球物理、地質(zhì)、地貌過(guò)程和現(xiàn)象;在人類活動(dòng)影響下,凍土和正在凍、融土的水熱交換過(guò)程、力學(xué)過(guò)程及其控制方法。
凍土學(xué)一般劃分為普通凍土學(xué)和工程凍土學(xué)。前者包括研究?jī)?nèi)容的第一至第三方面,后者主要研究第四方面的內(nèi)容。
工程凍土學(xué)以普通凍土學(xué)為基礎(chǔ),二者在實(shí)驗(yàn)室研究和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上結(jié)合起來(lái)。隨著凍土學(xué)的發(fā)展,還不斷分化出新的研究方向,如凍土熱物理、冷生成巖、農(nóng)業(yè)生物凍土、凍土區(qū)自然環(huán)境保護(hù)等。
19日5年,前蘇聯(lián)的葉爾紹夫指出,凍土學(xué)應(yīng)由動(dòng)力凍土學(xué)、成巖凍土學(xué)、區(qū)域和歷史凍土學(xué)以及工程凍土學(xué)組成。動(dòng)力凍土學(xué)主要研究?jī)鐾恋男纬?,季?jié)和多年結(jié)融化過(guò)程的熱力學(xué)和熱物理學(xué)規(guī)律,季節(jié)凍土和多年凍土層的動(dòng)力學(xué)等。
成巖凍土學(xué)主要研究各類凍結(jié)巖石和冰的成分、組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及發(fā)育規(guī)律,凍土帶的成巖作用及礦產(chǎn)形成等。區(qū)域和歷史凍土學(xué)研究?jī)鐾翆拥暮穸?、溫度和埋藏條件,分布和分類,區(qū)劃和制圖,以及地球上各個(gè)區(qū)域凍土層的演變等。工程凍土學(xué)研究?jī)鐾凉こ痰刭|(zhì)分類,凍土區(qū)工程地質(zhì)勘測(cè),凍土和建筑物之間的相互作用,工程凍土預(yù)報(bào)和凍土過(guò)程的控制等。
凍土學(xué)既屬于自然科學(xué)范疇,又屬于應(yīng)用科學(xué)范疇,它與地理、地質(zhì)、地球物理、生物學(xué)、技術(shù)科學(xué)以及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)等學(xué)科均有著密切的聯(lián)系。鑒于影響凍土的環(huán)境條件復(fù)雜多樣,凍土學(xué)必須考慮到許多因素的綜合作用,因而凍土學(xué)也是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。
為更好地解決凍土區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)中的實(shí)際問(wèn)題和發(fā)展凍土學(xué),今后需加強(qiáng)研究多年凍土區(qū)的凍土過(guò)程和自然因素對(duì)凍融作用的影響,建立凍土過(guò)程的綜合模型;加強(qiáng)研究多年凍土區(qū)的環(huán)境保護(hù)及人類對(duì)多年凍土的影響和變化的預(yù)測(cè);加強(qiáng)研究?jī)鐾羺^(qū)工程和北極海大陸架凍土,尋找多年凍土區(qū)石油和天然氣管道等工程的最佳模式;加強(qiáng)區(qū)域凍土成因和分布規(guī)律、成冰理論、水分遷移及凍土流變等理論研究。
【凍土學(xué)】相關(guān)文章:
★ 高中地理學(xué)習(xí)方法:利用數(shù)軸法巧解地理時(shí)間問(wèn)題
★ 我國(guó)首個(gè)隕石坑認(rèn)定被指暗藏利益之爭(zhēng)
★ 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙奇特“四重奏行星”
★ 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展
★ 世界最大的淡水湖
★ 德國(guó)科研衛(wèi)星發(fā)射升空將繪制3D地球模型
★ 地球或提早幾百萬(wàn)年進(jìn)入新紀(jì)元