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凍土學(xué)geocryology研究凍土形成、發(fā)育及其分布規(guī)律的學(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。有的研究已開始涉及行星或宇宙冷圈。一門關(guān)于已凍結(jié)的、正在凍結(jié)的和正在融化的巖石(土)的科學(xué)。它研究凍土(永久凍土與季節(jié)凍土)和地下冰體的發(fā)生、發(fā)展過程及其各部分間的相互關(guān)系,探討寒區(qū)巖體的風(fēng)化、搬運(yùn)及堆積規(guī)律,涉及物理學(xué)、化學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、地貌學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣候?qū)W及工程學(xué)諸領(lǐng)域,已出現(xiàn)凍土地貌學(xué)(也稱冰緣地貌學(xué))、凍土熱學(xué)、凍土力學(xué)、凍土水文學(xué)、凍土工程學(xué)、凍土測量制圖學(xué)等分支學(xué)科,構(gòu)成完整的凍土科學(xué)體系。
其發(fā)展大體分3個(gè)階段:①16世紀(jì)開始,主要集中于對(duì)地下冰體的認(rèn)識(shí);②19世紀(jì)70年代后,凍土學(xué)思想迅速發(fā)展,凍土學(xué)的框架基本形成;③20世紀(jì)50年代起,主要集中在冰緣環(huán)境的定量指標(biāo)、凍土學(xué)科深化與引進(jìn)其它科學(xué)的新概念、新方法及新技術(shù)等方面。近年來,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、遙測遙控技術(shù)的發(fā)展及遙感手段的引入,使凍土學(xué)研究走上全新的階段。中國的凍土學(xué)研究始于50年代對(duì)青藏高原的考察,尤其是結(jié)合青藏公路、新藏公路的修建、廣泛開展了凍土工程、凍土熱力性質(zhì)、凍土分布與變化規(guī)律諸方面的研究,已基本查清中國凍土分布及變動(dòng)特征。凍土實(shí)驗(yàn)研究與
數(shù)值模擬分析也取得了長足進(jìn)展;遙測遙感手段的引入,極大地?cái)U(kuò)充了凍土研究的時(shí)空界限;南極凍土的考察與研究,使中國凍土工作者涉獵了全球各種類型的凍土環(huán)境
研究內(nèi)容包括4個(gè)方面 :①凍土帶和凍土層形成、分布和發(fā)展的規(guī)律 。② 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)。③凍土和正在凍、融土的地球物理、地質(zhì)、地貌過程和現(xiàn)象。④在人類活動(dòng)影響下,凍土和正在凍、融土的水熱交換過程、力學(xué)過程及其控制方法。一般將凍土學(xué)劃分為普通凍土學(xué)和工程凍土學(xué)。前者包括研究內(nèi)容的①~③,后者研究④。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。是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。
凍土學(xué) - 研究簡況
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)研究凍土的專門機(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,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,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。有的研究已開始涉及行星或宇宙冷圈。
凍土學(xué) - 研究內(nèi)容
凍土學(xué)的研究內(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、融土的水熱交換過程、力學(xué)過程及其控制方法。
凍土學(xué)一般劃分為普通凍土學(xué)和工程凍土學(xué)。前者包括研究內(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。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)主要研究凍土的形成,季節(jié)和多年結(jié)融化過程的熱力學(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)研究凍土層的厚度、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)研究凍土工程地質(zhì)分類,凍土區(qū)工程地質(zhì)勘測,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。
凍土學(xué) - 作用
為更好地解決凍土區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)中的實(shí)際問題和發(fā)展凍土學(xué),需加強(qiáng)研究多年凍土區(qū)的凍土過程和自然因素對(duì)凍融作用的影響,建立凍土過程的綜合模型;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;加強(qiáng)研究凍土區(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) - 分支學(xué)科
地理學(xué)、自然地理學(xué)、地貌學(xué)、動(dòng)力地貌學(xué)、構(gòu)造地貌學(xué)、氣候地貌學(xué)、應(yīng)用地貌學(xué)、植物地理學(xué)、冰川學(xué)、古地理學(xué)、水文地理學(xué)、土壤地理學(xué)、化學(xué)地理學(xué)、綜合自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、農(nóng)業(yè)地理學(xué)、工業(yè)地理學(xué)、商業(yè)地理學(xué)、交通運(yùn)輸?shù)乩韺W(xué)、旅游地理學(xué)、人口地理學(xué)、人種地理學(xué)、聚落地理學(xué)、鄉(xiāng)村地理學(xué)、城市地理學(xué)、社會(huì)地理學(xué)、文化地理學(xué)、醫(yī)學(xué)地理學(xué)、政治地理學(xué)、軍事地理學(xué)、地圖學(xué)、地名學(xué)、理論地理學(xué)、歷史地理學(xué)、區(qū)域地理學(xué)、應(yīng)用地理學(xué)。
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