In der Geologie, dem Permafrostboden oder dem cryotic Boden ist Boden an oder unter dem Gefrierpunkt von Wasser seit zwei oder mehr Jahren. Der grösste Teil des Permafrostbodens wird in hohen Breiten gelegen (d. h. Land in der Nähe von den Nord- und Südpolen), aber Alpenpermafrostboden kann an hohen Höhen in viel niedrigeren Breiten bestehen. Eis ist nicht immer da, wie im Fall von der nichtporösen Grundlage sein kann, aber es kommt oft vor und es in Beträgen sein kann, die die potenzielle hydraulische Sättigung des Boden-Materials überschreiten. Permafrostboden ist für 0.022 % Gesamtwasser verantwortlich und besteht in 24 % des ausgestellten Landes in der Nordhemisphäre.

Ausmaß des Permafrostbodens

Das Ausmaß des Permafrostbodens ändert sich mit dem Klima. Heute wird ein beträchtliches Gebiet der Arktis durch den Permafrostboden (einschließlich des diskontinuierlichen Permafrostbodens) bedeckt. Das Liegen auf Permafrostboden ist eine dünne aktive Schicht, die jahreszeitlich während des Sommers schmilzt. Pflanzenleben kann nur innerhalb der aktiven Schicht unterstützt werden, da Wachstum nur in Boden vorkommen kann, der für einen Teil des Jahres völlig geschmolzen wird. Die Dicke der aktiven Schicht ändert sich vor dem Jahr und der Position, aber ist normalerweise dick. In Gebieten des dauernden Permafrostbodens und harte Winter kann die Tiefe des Permafrostbodens so viel sein wie in den nördlichen Waschschüsseln von Lena und Yana River in Sibirien. Permafrostboden kann auch Kohlenstoff sowohl als Torf als auch als Methan versorgen. Die neuste Arbeit, die die Permafrostboden-Kohlenstoff-Lache-Größe untersucht, schätzt ein, dass 1400-1700 Gt von Kohlenstoff in Permafrostboden-Böden weltweit versorgt werden. Diese große Kohlenstoff-Lache vertritt mehr Kohlenstoff als zurzeit besteht in allen Wesen und doppelt so viel Kohlenstoff, wie in der Atmosphäre besteht.

Dauernder und diskontinuierlicher Permafrostboden

Permafrostboden formt sich normalerweise in jedem Klima, wo die jährliche Mittellufttemperatur weniger ist als der Gefrierpunkt von Wasser. Ausnahmen werden in feucht überwinterten Waldklimas, solcher als im Nördlichen Skandinavien und der Nordöstliche Teil des europäischen Westens von Russland von Urals gefunden, wo Schnee als eine Isolieren-Decke handelt. Die Böden von vielen Gletschern können auch frei vom Permafrostboden sein.

Gewöhnlich ändert sich die unterirdische Temperatur weniger von der Jahreszeit bis zur Jahreszeit als die Lufttemperatur mit Temperaturen, die dazu neigen, mit der Tiefe zuzunehmen. So, wenn die jährliche Mittellufttemperatur nur ein bisschen unten ist, wird sich Permafrostboden nur in Punkten formen, die — gewöhnlich mit einem nördlichen Aspekt geschützt werden. Das schafft, was als diskontinuierlicher Permafrostboden bekannt ist. Gewöhnlich wird Permafrostboden diskontinuierlich in einem Klima bleiben, wo die jährliche Mittelboden-Oberflächentemperatur dazwischen ist. In den feucht überwinterten Gebieten, die vorher erwähnt sind, kann es nicht sogar diskontinuierlichen Permafrostboden unten dazu geben. Diskontinuierlicher Permafrostboden wird häufig weiter in den umfassenden diskontinuierlichen Permafrostboden geteilt, wo Permafrostboden-Deckel zwischen 50 und 90 Prozent der Landschaft und gewöhnlich in Gebieten mit jährlichen Mitteltemperaturen zwischen, und sporadischer Permafrostboden gefunden werden, wo Permafrostboden-Deckel weniger als 50 Prozent der Landschaft ist und normalerweise bei jährlichen Mitteltemperaturen dazwischen vorkommt.

In der Bodenkunde wird die sporadische Permafrostboden-Zone SPZ und die umfassende diskontinuierliche Permafrostboden-Zone DPZ abgekürzt.

Ausnahmen kommen im un-glaciated Sibirien und Alaska vor, wo die gegenwärtige Tiefe des Permafrostbodens eine Reliquie von klimatischen Bedingungen während Eisalter ist, wo Winter bis zum kälteren waren als diejenigen heute. Bei jährlichen Mittelboden-Oberflächentemperaturen unter dem Einfluss des Aspekts kann nie genügend sein, um Permafrostboden und eine Zone des dauernden Permafrostbodens (abgekürzt zu CPZ) Formen zu schmelzen. "Fossil"-Kälte-Anomalien im Geothermischen Anstieg in Gebieten, wo tiefer während des Pleistozäns entwickelter Permafrostboden unten zu mehreren hundert Metern andauern. Die Suwałki kalte Anomalie in Polen hat zur Anerkennung geführt, dass ähnliche Thermalstörungen, die mit dem Pleistozän-Holocene klimatische Änderungen verbunden sind, in Bohrlöchern überall in Polen registriert werden.

Eine Linie des dauernden Permafrostbodens in der Nordhemisphäre wird von den meisten nördlichen Punkten gebildet, an denen Permafrostboden manchmal schmilzt oder durch Gebiete ohne Permafrostboden unterbrochen wird. Nördlich von dieser Linie wird das ganze Land durch den Permafrostboden oder das Eiseis bedeckt. Die "Linie" des dauernden Permafrostbodens liegt weiterer Norden an einigen Längen als andere und kann sich nordwärts oder südwärts wegen klimatischer Regionaländerungen allmählich bewegen. In der südlichen Halbkugel würde der grösste Teil der gleichwertigen Linie innerhalb des Südlichen Ozeans fallen, wenn es Land dort gäbe. Auf dem grössten Teil des Kontinents Antarktis wird durch Gletscher gelegen.

In den Anden an der Atacama-Wüste streckt sich Permafrostboden unten bis zu eine Höhe dessen aus und ist oben dauernd.

Änderungen im Permafrostboden-Ausmaß

Position des Permafrostbodens in der Nordhemisphäre. Gletscher und die Eiskappe von Grönland sind violett, und Arktisches Seeeis ist hellblau. von NSIDC]]

In Yukon könnte die Zone des dauernden Permafrostbodens poleward seit 1899 bewegt haben, aber genaue Aufzeichnungen gehen nur 30 Jahre zurück. Es wird gedacht, dass das Permafrostboden-Auftauen Erderwärmung durch die Ausgabe des Methans und der anderen Kohlenwasserstoffe verschlimmern konnte, die starke Treibhausgase sind. Es konnte auch Erosion fördern, weil Permafrostboden Stabilität zum unfruchtbaren Arktischen Hang leiht.

Am Letzten dauernden, Maximalen Eispermafrostboden hat ein viel größeres Gebiet bedeckt, als er heute tut, das ganze eisfreie Europa nach Süden zu ungefähr Szeged (das südöstliche Ungarn) und das Meer von Azov (dann fester Boden) und chinesischer Süden nach Peking bedeckend. In Nordamerika hat nur ein äußerst schmale Riemen des Permafrostbodens südlich von der Eiskappe an ungefähr der Breite New Jerseys durch das südliche Iowa und das nördliche Missouri bestanden. In der südlichen Halbkugel gibt es einige Beweise für den ehemaligen Permafrostboden von dieser Periode in zentralem Otago und den argentinischen Patagonien, aber war wahrscheinlich diskontinuierlich, und ist mit der Tundra verbunden.

Permafrostboden 'Tauen' dagegen 'schmilzt'

Da Permafrostboden allein durch die Boden-Temperatur unter dem Gefrierpunkt von Wasser definiert wird, kann es aus jedem Substrat wie Grundlage, Bodensatz, organische Sache und Eis bestehen. Boden-Eis ist nicht immer da, wie im Fall von der nichtporösen Grundlage sein kann, aber es kommt oft vor und es in Beträgen sein kann, die die potenzielle hydraulische Sättigung des Boden-Materials überschreiten. Weil Permafrostboden zu einem großen Betrag von Substraten außer dem Eis besteht, 'schmilzt' Permafrostboden nicht, aber es 'schmilzt'. Jedoch, wenn Boden-Eis da ist, kann das Boden-Eis im Permafrostboden 'schmelzen'. Eine allgemein angerufene Analogie ist der Gefrierschrank, dessen Tür zufällig offen gelassen wurde: Obwohl das Eis im Gefrierschrank schmelzen wird, wird der grösste Teil des Essens, concisting Festkörper, sicher (=turn in eine Flüssigkeit), aber Tauen (=warm über dem Gefrierpunkt) nicht schmelzen.

Ökologische Folgen

Die Bildung des Permafrostbodens hat bedeutende Folgen für ökologische Systeme in erster Linie wegen Einschränkungen, die einwurzelnden Zonen, sondern auch wegen Beschränkungen auf den Bastelraum und die Bau-Geometrie für die Fauna auferlegt sind, die unterirdische Häuser verlangt. Der Nebenwirkungseinfluss-Art-Abhängige auf Werken und Tieren, deren Habitat durch den Permafrostboden beschränkt wird. Eines der weit verbreitetsten Beispiele ist die Überlegenheit der Schwarzen Gepflegtheit in umfassenden Permafrostboden-Gebieten, da diese Art einwurzelndes Muster dulden kann, das zu fast Oberfläche beschränkt ist.

Wenn ein wesentlicher Betrag des Kohlenstoff in die Atmosphäre eingeht, würde es das planetarische Wärmen beschleunigen. Ein bedeutendes Verhältnis kann, als Methan erscheinen, das erzeugt wird, wenn die Depression in Seen oder Feuchtgebieten vorkommt. Obwohl es in der Atmosphäre lange nicht bleibt, fängt Methan mehr von der Hitze der Sonne. Das Potenzial für große Methan-Emissionen in der Arktis wird schlecht verstanden. Das USA-Energieministerium und die Europäische Union haben kürzlich zu zusammenhängenden Forschungsprojekten verpflichtet. Einleitende Computeranalysen weisen darauf hin, dass Permafrostboden Kohlenstoff erzeugen konnte, der ungefähr 15 Prozent heutiger Emissionen von menschlichen Tätigkeiten gleich ist.

Gemusterter Boden

Gemusterter Boden ist ein Begriff, der gebraucht ist, um das verschiedene, und häufig symmetrische geometrische Gestalten zu beschreiben, die durch das Boden-Material in periglacial Gebieten gebildet sind.

Image:Permafrost - Vieleck jpg|Polygons auf dem Boden

Image:Permafrost_stone-rings_hg.jpg|Stone klingelt auf Spitsbergen

Image:Ice-wedge_hg.jpg|Ice Keile, die von der Spitze gesehen sind

Image:Permafrost_soil-flow_hg.jpg|Solifluction auf Svalbard

Image:Phoenix Horizont sieht das mit der Landung tägige Image in der Nähe vom Nordpol des Mars an jpg|Phoenix, flaches Terrain zeigend, enthaltend, was scheint, ein polygonales Muster zu sein, sich vom Vordergrund bis den Horizont streckend.

File:Permafrost wurde Image des Musters jpg|This von einem Hubschrauber in kanadischem Arktischem genommen

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Zeit, um tiefen Permafrostboden zu bilden

Berechnungen zeigen an, dass die Zeit, die erforderlich ist, um den tiefen Permafrostboden zu bilden, der Prudhoe Bucht unterliegt, Alaska 500,740 Jahre war. Das hat sich über mehrere Eis- und Zwischeneiszyklen des Pleistozäns ausgestreckt und weist darauf hin, dass das heutige Klima der Prudhoe Bucht wahrscheinlich beträchtlich wärmer ist, als es durchschnittlich im Laufe dieser Periode gewesen ist. Solches Aufwärmen der letzten 15,000 Jahre wird weit akzeptiert.

Der Tisch zum Recht zeigt, dass sich das erste Hundert Meter vom Permafrostboden relativ schnell formt, aber dass tiefere Niveaus progressiv länger nehmen.

Aufbau auf dem Permafrostboden

Gebäude auf Permafrostboden ist schwierig, weil die Hitze des Gebäudes (oder Rohrleitung) den Permafrostboden schmelzen und die Struktur destabilisieren kann. Drei allgemeine Lösungen schließen ein: das Verwenden von Fundamenten auf Holzstapeln; das Gebäude auf ein dickes Kies-Polster (gewöhnlich 1-2 metres/3.3-6.6 Füße dick); oder das Verwenden wasserfreier Ammoniak-Wärmerohre. Das Trans-Alaska Rohrleitungssystem verwendet isolierte Wärmerohre, um die Rohrleitung davon abzuhalten, zu sinken. Die Eisenbahn von Qingzang in Tibet wurde mit einer Vielfalt von Methoden gebaut, den Boden kühl zu halten.

Das Permafrostboden-Forschungsinstitut in Yakutsk, gefunden, dass das Sinken von großen Gebäuden in den Boden durch das Verwenden von Pfählen verhindert werden kann, die sich unten bis zu oder mehr ausstrecken. An dieser Tiefe ändert sich die Temperatur mit den Jahreszeiten nicht, an ungefähr bleibend.

Wieder zum Leben erwachen

2012 haben russische Forscher bewiesen, dass Permafrostboden als ein natürlicher Stapelplatz für alte Lebensformen durch das Wiederbeleben von Silene stenophylla von einem Gewebe als das älteste Werk jemals dienen kann, um von einem Bau im sibirischen Permafrostboden seit mehr als 30,000 Jahren erzeugt zu werden. Das Werk ist fruchtbar, weiße Blumen und lebensfähige Samen erzeugend. Die Studie hat demonstriert, dass Gewebe Eisbewahrung seit Zehntausenden von Jahren überleben kann.

Siehe auch

• Arktische Methan-Ausgabe
• Betrunkene Bäume
• Internationale Permafrostboden-Vereinigung
• Permafrostboden junges Forscher-Netz
• Palsa
• Pingo
• Leider
• Yedoma
• Permafrostboden-Kohlenstoff-Zyklus
• Qingzang Eisenbahn

Links

• International Permafrost Association (IPA)
• Was ist Permafrostboden? Geologischer Überblick über Kanada
• Das Schmelzen russischen Permafrostbodens Konnte Erderwärmung - ENS (am 7. September 2006) Beschleunigen
• PERMAFROSTBODEN: Ein Bauproblem für Alaska
• Permafrost Young Researchers Network (PYRN)
• United States Permafrost Association (USPA)
• Klimatisierungsschmiermittel genannt PermaFrost
• Umwandlungsrechenmaschine
• Geophysikalisches Institutpermafrostboden-Laboratorium, Universität Alaskas Fairbanks