Čo je Permafrost?

Permafrost je pôda, horniny alebo sedimenty, ktoré boli pod bodom mrazu vody (32 ° F) počas dvoch alebo viacerých rokov. Podzemie musí trvalo zostať pod bodom mrazu počas dvoch rokov alebo dlhšie, aby sa mohlo považovať za permafrost. Väčšina permafrostu sa nachádza v arktických a antarktických oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou. Avšak alpský permafrost existuje vo vyššej nadmorskej výške a oveľa nižšej zemepisnej šírke. Permafrost predstavuje asi 0, 2% zemskej vody a zaberá asi 24% odkrytej pôdy na severnej pologuli. Permafrost sa vyskytuje aj v podmorskom prostredí na kontinentálnom šelfe okolo Severného ľadového oceánu.

Rozsah Permafrostu

Permafrost existuje vo vrstvách na zemi. Permafrost sa nachádza pod vrchnou vrstvou pôdy alebo sedimentov, ktoré každoročne vytvárajú a uvoľňujú aktívnu vrstvu. Hrúbka aktívnej vrstvy sa mení v závislosti od ročného obdobia, ale v priemere je 0, 3 až 4 metre hrubá. Najhlbšia vrstva permafrostu nastáva tam, kde podzemné teplo udržuje teplotu nad bodom mrazu. Pod permafrostom je vrstva Talik, ktorá sa skladá z nemrznutej pôdy alebo sedimentov. Rozsah tvorby permafrostu závisí od klímy danej oblasti. Hĺbka permafrostu môže prekročiť 4 600 stôp v oblastiach, ktoré majú nepretržitú permafrost a kruté zimy. Hrúbka sa líši podľa umiestnenia, ale v priemere 2 až 13 stôp. Značná veľkosť pôdy v arktickej oblasti je pokrytá permafrostom.

Kde sa nachádza Permafrost?

Hoci permafrost je najbežnejší v miestach s vysokou zemepisnou šírkou, ktoré sa nachádzajú v blízkosti severných a južných pólov, permafrost sa môže vyskytovať aj v rôznych oblastiach sveta. O niečo viac ako tretina permafrostu severnej pologule sa nachádza v častiach Severnej Ameriky, hlavne v severnej Kanade, Aljaške a Grónsku. Väčšina permafrostu v regióne sa vyskytuje na Sibíri, Ďalekom východe Ruska, Mongolska, Číny a Tibeťanov. Na južnej pologuli sa permafrost vyskytuje v Antarktíde, na jej ostrovoch av Andách. Nepretržitý permafrost sa vytvára v oblastiach, kde je pôda v priebehu roka dostatočne studená, vrátane severného Škandinávie a Ďalekého východu európskeho Ruska. Diskontinuálne alebo sporadické permafrost sa vytvára v miestach, kde teploty v určitých oblastiach, napríklad v tieni alebo na tienenej časti hory, klesajú pod bod mrazu. Sezónne permafrost sa tvorí počas chladného obdobia a zmizne počas teplej sezóny.

Prejav Permafrostu

Permafrost siaha do hĺbky, kde geotermálne teplo generované zo zeme a priemerná ročná teplota dosahujú rovnováhu 32 ° F. Permafrost môže dosiahnuť základnú hĺbku 4 880 stôp na Sibíri. Obsah ľadu permafrostu môže presiahnuť 2500%, čo vedie k tomu, čo sa bežne označuje ako masívny ľad. Masívny ľad sa môže pohybovať v zložení, od čistého ľadu až po sediment. Masívny ľad sa líši v hrúbke a môže sa pohybovať od 2 metrov do 10 metrov. Je kategorizovaný do ľadového povrchu v podzemí a intrasedimentálneho ľadu. Pochladený povrchový ľad môže byť odvodený zo snehu alebo zamrznutých jazier, zatiaľ čo mrazom podzemnej vody sa vytvára intrasedimentálny ľad. Permafrost sa tiež prejavuje v rôznych veľkoplošných formách, ako sú napríklad palsy a pingy. Palsas je mrazená rašelina, ktorá obsahuje trvalo zmrazené šošovky. Pingos sú kopce ľadu pokrytého zemou, ktoré môžu dosiahnuť výšku 230 stôp a šírku 2000 stôp.

Ekologické dôsledky Permafrostu

Permafrost kladie obmedzenia na zakorenené zóny rastlín, čo vedie k žiadnemu alebo malému vegetačnému krytiu v oblasti permafrostu. V dôsledku toho postihuje druhy závislé od rastlín a zvierat, ktorých biotop je obmedzený permafrostom. Regióny permafrostu na celom svete obsahujú viac ako 1500 miliárd ton organického materiálu, ktorý sa vybudoval v priebehu niekoľkých desaťročí. Množstvo uhlíka obsiahnutého v permafroste je štvornásobkom množstva, ktoré bolo uvoľnené do atmosféry v dôsledku ľudskej činnosti. Ak by sa uhlík dostal do atmosféry, urýchlilo by to tempo globálneho otepľovania s významným množstvom metánu. Vrstva aktívneho permafrostu môže obsahovať jednu miliardu buniek baktérií. Niektoré baktérie nemôžu byť kultivované v laboratóriách, ale ich identita môže byť odhalená DNA technikami.

Vplyv zmeny klímy

Zmena klímy ovplyvňuje interakciu klimatického režimu nad a pod zemou. Akákoľvek zmena teploty na povrchu zeme však vyžaduje určitý čas na ovplyvnenie permafrostu pod ním. V prípade hrubého permafrostu môže trvať stovky rokov, kým sa zmena teploty dotkne, zatiaľ čo pre tenké permafrosty to môže trvať roky až desaťročia. Podľa geologického prieskumu Kanady sa zmrazenie výrazne znížilo počas chladného obdobia v regióne permafrostu v Severnej Amerike. Pobrežné a východné oblasti Kanady začali zažívať zvýšenú teplú sezónu rozmrazovania permafrostu, čo naznačuje zníženie hĺbky a množstva permafrostu. Následkom toho sa výskyt sezónneho permafrostu zvýšil v dôsledku poklesu množstva permanentného permafrostu. Hoci niekoľko štúdií a výskumov ukazuje trend otepľovania v zóne permafrostu, oblasti, ako napríklad oblasť permafrostu v Rusku, nezaznamenali významné zmeny. Zmeny v oblastiach permafrostu sú dôsledkom zvýšenej teploty vzduchu a zníženej snehovej pokrývky.

Vplyv tavenia Permafrostu

Tavenie permafrostu má zásadné dôsledky na povrch a podpovrch dopadajúcej infraštruktúry a ekosystému. Rozmrazenie permafrostu na pôdach s potenciálnou nestabilitou môže mať vážne dôsledky na krajinu. Erózia a zosuvy pôdy sú bežnými dôsledkami degradácie permafrostu. Erózia je obzvlášť znepokojujúca v pobrežných oblastiach. Permafrost a okolité prostredie sú veľmi citlivé na erózne látky, ako je vietor a voda. Ako permafrost thaws, trenie požadované medzi rozmrazením a zmrazeným permafrostom na udržanie stability pravdepodobne zmizne, čo môže viesť k kĺzaniu permafrostu. Posunutie permafrostu vedie k zosuvu pôdy. Tavenie permafrostu môže tiež viesť k poklesu pôdy. Vyskytuje sa vtedy, keď pôda a permafrost predtým držali pohromade ľadový kolaps, čo viedlo k nepravidelným dutinám. Zníženie pôdy môže negatívne ovplyvniť vegetačný pokryv dotknutého územia. Zníženie môže tiež ohroziť infraštruktúru postavenú na permafroste. Základy štruktúry, ktoré neboli navrhnuté tak, aby vyhovovali zmenám permafrostu, sa pravdepodobne posunú a klesnú.