《瑞士提出新监测方法精确量化永久冻土解冻程度》

  • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
  • 编译者: 李娜娜
  • 发布时间:2024-10-12
  • 当冻土中的冰融化时,山体滑坡和崩塌等自然灾害风险便会增加,能够测量永久冻土并监测其变化显得尤为重要。瑞士在永久冻土研究方面走在世界前列,于2000年建立了首个国家级监测网络(PERMOS),1987年开始在瑞士东部的科尔瓦奇峰(Piz Corvatsch)进行的一系列测量,是世界上持续时间最长的山区永久冻土监测项目。近期,瑞士的永久冻土测量工作实现了新突破,弗里堡大学的Christian Hauck研究团队发明出了一种新型测量方法,首次准确量化了阿尔卑斯山区永久冻土的解冻程度,这种方法不仅适用于阿尔卑斯山,也适用于北极地区。

    永久冻土测量的常用技术之一是钻孔测量,研究人员在地面钻探深达100米的孔洞,通过测量永久冻土的温度来研究其演变过程。在瑞士阿尔卑斯山区,有20多个此类观测点。这些区域的永久冻土每十年变暖1℃左右。然而,钻孔作业既复杂又昂贵,尤其是在高海拔地区,而且这种方法无法测定冰含量。另一种技术是在地表放置电极,并在电极之间传递电流来测量电阻率。冰的导电性比水差,地下的冰越多,电阻率就越高。现在,弗里堡大学的研究团队将电阻率测量法与地震传感器结合起来使用,向土壤中发送声波信号。通过将收集的数据与温度数据结合,可以测量大面积的永久冻土层,并计算其中的冰含量。得到了永久冻土的三维图像,仿佛对土壤进行了一次层析扫描。研究方法有助于科学家理解气候变化对山区永久冻土的影响,并优化了山体滑坡与岩石崩塌的预测方法。

    根据地质条件的不同,永久冻土的消失会导致以前不可能发生滑坡和落石的地方出现更多的滑坡和落石。若北极的永久冻土解冻,不仅会破坏道路、天然气管道和电网等基础设施,影响从俄罗斯到加拿大的数百万人,还可能使困在冰层中的古老微生物重新活跃起来。最重要的是,永久冻土解冻可能会释放大量温室气体到大气中,进一步加剧全球变暖。掌握能够可靠预测永久冻土临界点的测量方法,将有助于提高我们预测自然灾害的能力。尽管在阿尔卑斯山和北极地区进行了相关研究,但对永久冻土如何与气候变化相互作用以及永久冻土解冻的后果仍然缺乏研究。永久冻土的缓慢解冻将使更多的地方面临自然灾害风险,这使得永久冻土监测在未来几十年甚至几百年内都至关重要。

  • 原文来源:https://www.swissinfo.ch/chi/swi/87447168
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