据媒体报道，冻土融化导致俄罗斯诺里尔斯克一座发电厂的柴油罐坍塌，2.1万吨柴油泄漏到地面和水中，造成大面积污染和巨大的生态灾难。该市已经宣布进入紧急状态。
冻土解冻和地面建筑有关系吗？冻土融化会对建在冻土上的建筑造成什么威胁？有什么办法可以避免冻土融化对建筑物的影响？科技日报记者就此进行了采访。
冻土区是一个一般的区域。
"冻土，顾名思义，就是在0℃或0℃以下有冰的各种岩石或土壤."中国科学院西北生态与环境资源研究所冰冻圈科学国家重点实验室副主任吴同华说，冻土按其生存时间可分为三种主要类型:短期冻土、季节性冻土和多年冻土。
短期冻土是指冻结了几个小时到半个月的岩土层；季节性冻土是指冻结半个月至几个月的岩土层；冻土是指冻结了几年到几万年的岩土层。
“其实人们常说的冻土这个表述是不科学的，科学的说法只能是冻土。”吴同华告诉记者，国际上公认的冻土科学定义是:温度等于或低于0℃并至少连续冻结两年的岩土层。此外，在某些情况下，如海底、海岸带和含盐量高的盐湖周边地区，土壤温度低于0℃，但没有冻结，也属于冻土。
因为埋在地下，所以一般按照年平均温度来划分冻土区。连续多年冻土区是指95%的地区存在多年冻土，年平均气温为-6℃-8℃的地区。不连续冻土区是指冻土占总面积的50%-90%，年平均气温大致在-1℃-4℃。此外，还有多年冻土占该地区总面积不到50%的岛屿多年冻土区。
"多年冻土区是一个笼统的范围，它并不是指现有的实际冻土范围."吴华以青藏高原为例进行了介绍。一般认为青藏高原的冻土面积为148万平方公里。事实上，最新的研究成果表明，青藏高原的冻土面积约为106万平方公里，相差的42万平方公里是冻土区内部的融化区。根据最新研究，北半球的永久冻土面积约为2100万平方公里。
永久冻土主要分布在北半球。然而实际上，赤道附近的乞力马扎罗山、南美洲的安第斯山脉和南极都有一些永久冻土，但这些地区的永久冻土很少。除了这些陆地冻土，北冰洋大陆架下还有大量海底冻土，估计面积约230万平方公里，最大厚度100米。北极永冻层形成于末次盛冰期，之后随着海水上涨被淹没，成为海底永冻层。
冻土融化会引起建筑工程中的病害。
“由于冻土面积巨大，大规模保护是不现实的，所以只能针对具体的建筑物和线性工程(如公路、铁路、输油管道)采取不同的措施。”吴桐华举例说，美国的阿拉斯加、俄罗斯的西伯利亚等冻土区很多地区都有重要的油气资源，并相应建设了大量的工程设施。
冻土一般比较厚，建筑物的地基很难穿透，大部分只能直接建在冻土上。冻土融化会引起工程病害，导致房屋倒塌、路基和桥梁损坏。在北极圈内，由于气候变暖加速，冻土区工程病害加重，增加了这些工程的运行维护成本。
例如，由于冻土融化，西伯利亚的一段铁路轨道已经扭曲变形。如果火车在这样的轨道上运行，很可能会发生严重事故。
“目前我们还没有看到俄罗斯诺里尔斯克发电厂柴油罐坍塌的事故报道。我们不能简单地将事故与永久冻土融化联系起来。”但吴桐华表示，可以肯定的是，人类活动加速了冻土融化的过程。
有什么办法可以把冻土融化对建筑物的影响降到最低？
吴桐华提到了青藏铁路，世界上海拔最高、长度最长的铁路。青藏铁路建设面临三大难题:跨越500多公里的多年冻土区、寒冷缺氧的环境和脆弱的生态，其中最棘手的问题是冻土。
20世纪50年代初，中国专家开始研究高原冻土问题。经过几代人的努力，这个世界性的难题终于用三种方法解决了。
首先是采用片石通风路基。路基底部铺设1.5m左右的石质层。冬天，寒风带走石头的热量，夏天，石头保护路基免受太阳辐射。同时利用高原原有的低温和大风降低冻土温度。第二种方法是使用热棒。青藏铁路沿线，路基两侧有两排碗口粗细、高约2m的铁条。整个酒吧是中等空和充满液氨。当土壤温度较高时，液氨受热气化上升至顶部。冷的时候液化放热，再流回底部，如此往复，降低了冻土的温度。第三种方法是以桥代路。面对冻土、河流、沼泽等。地质条件较差时，桥梁桩基可深入地下冻土层，以保持线路稳定。
“从目前的监测情况来看，青藏铁路路基十几年来维护得很好，也证明了我们的方法是有效的。”吴桐华说。
或者最可靠的减少温室气体排放的方法。
近年来，种种迹象表明，我们的星球正在变暖，这是不争的事实。
此前发表在《科学报告》上的一项研究称，如果将马、野牛和驯鹿等大型哺乳动物放在北极，它们可能会减缓冻土的融化速度，到2100年恢复80%的冻土。
科学家们进行了一项实验:在一片北极苔原上放牧100只大型食草动物，让它们踩在雪地上冷却土壤。而且这种方法似乎很有效。在1平方公里的区域内，食草动物平均将积雪高度降低一半，从而将土壤暴露在上层较冷的空气体中，重新冻结永久冻土。
然而，阿拉斯加大学国际北极研究中心的气候专家里克·托曼(Rick Toman)对这一想法持怀疑态度:“用马、野牛和驯鹿覆盖数百万平方公里的土地，不考虑它们排放的温室气体，那里有那么多资源来喂养如此高密度的食草动物吗？更别说夏天了，它们会破坏苔藓层。”
“从科学的角度来说，我非常同意迪克·托曼说的话。”吴桐华说，虽然大多数人对冻土不熟悉，但在气候变暖加速的情况下，冻土退化与人类活动密切相关。自从地球形成以来，环境一直在变化。同样，自从人类出现以来，他们就在不断地影响着环境。人类已经在地球上生活了数百万年。尽管人类可以在永久冻土退化后继续生活，但今天的现实是，气候变暖和永久冻土退化已经大大超过了正常速度，人类可能因此面临重大挑战。目前，最可行的办法是减少温室气体排放。同时，要加强相关基础研究，深化对冻土未来变化及其环境效应的认识，为人类适应其变化赢得更多时间，提出更有效的解决方案和可持续发展路径。(陈瑜)
