2024届高考地理二轮复习课件微专题《冻土和冻土地貌》课件

这是一份2024届高考地理二轮复习课件微专题《冻土和冻土地貌》课件，共43页。PPT课件主要包含了什么是冻土，冻土的分布，常年处在冻结状态，夏季融化冬季冻结，什么是冻土地貌，冻土地貌石海，冻土地貌石河，练习巩固，冻土地貌石环，冻土地貌冰核丘等内容，欢迎下载使用。
在地质学中指0℃以下，并含有冰的各种岩石和土壤。（因为土壤里或多或少都含有水分，当温度降到冰点，水分凝结，冰可以像水泥一样，起着粘合剂的作用，把土壤粘合在一起，形成冻土。）
冻土一般分布于高纬地区和高山上部，一部分广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的大部分岛屿，东西延展呈带状分布，具有明显的纬度地带性和垂直地带性，并且在南美洲也有分布。
我国是仅次于俄罗斯、加拿大的第三大多年冻土国，多年冻土主要分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区。其中，青藏高原的多年冻土占我国多年冻土总面积的70%。
红色圆圈是我国青藏高原地区，这也是世界上最大的中低纬度多年冻土分布区。
冻土的类型——多年冻土（永久冻土）
存在时间超过两年的温度低于0℃、含有各种物质的岩石或土壤，很多地区，多年冻土的存在时间可超过几万年。
夏季融水使土壤富含水分，植物是可以在上面生长的。
冻土的类型——季节冻土（半月至数月）
冻土随季节变化而发生周期性的融冻，如果冬季土层冻结，夏季全部融化。
冻土的影响因素——气候
大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。
在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界（47°N）比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界（52°N）要更南一些。另外，在纬度和高度相同的条件下，大陆性半干旱气候区的冻土厚度比海洋性气候区的要大。
冻土的影响因素——岩性
· 砂土导热率较高，易透水，不利于冻土的形成。· 黏土导热率较低，不易透水，有利于冻土的形成。· 泥炭导热率最低，最有利于冻土的发育。
冻土的影响因素——坡向
根据观测，昆仑山西大滩不同坡向的山坡，在同一高度和同一深度的阴坡地温比阳坡地温要低2~3℃，阴坡冻土的厚度也要大一些，冻土分布下界高度较阳坡低100m。
坡向直接影响地表接受太阳辐射的热量。阳坡日照时间长，受热多于阴坡，因而在同一高度、不同坡向冻土的深度、分布高度和地温状况都不同，冻土的厚度也不同。
冻土的影响因素——植被、雪盖
例如大兴安岭落叶松、桦树林区和青藏高原的高山草甸地区，能使地表年温差比附近裸露地面降低4~5℃，永冻层顶面深度变浅，永冻层厚度相对增大，活动层厚度相对减小。
冬季，植被和雪盖阻碍土壤热量散失。夏季，植被和雪盖减少地面受热。因此，在有雪盖和植被的地区，地面年温差减小。
由于温度周期性的发生正负变化，冻土层中的地下冰和地下水不断发生相变和位移，使冻土层发生冻胀、融沉、流变等一系列应力变形而形成的地貌。
在寒冷气候条件下，土壤或岩层中冻结的冰在白天融化，晚上冻结，或者夏季融化，冬季冻结，这种融化、冻结的过程称为冻融作用。
· 冻融风化：土层或岩层裂缝中的水,在冬季或夜晚温度下降发生冻结时把岩石涨裂,并因冻结膨胀产生压力而把裂缝附近的岩石压碎成块石和更细的物质,它是冻土区一种最普遍的冻融作用形式。· 冻融扰动：在多年冻土活动层内发生的,因受冻涨挤压而引起的一种土层结构的塑性变形现象。· 冻融泥流：冻土层上部解冻时，融化的水使松散土层达到饱和状态，这种饱含水的土在重力作用下发生沿斜坡蠕动的现象。
在纬度高的寒冷地区，当土壤含水量过高时，由于土壤结冻膨胀而升起，连带植物抬起。至春季解冻时，土壤下沉而植物留在原位造成植物根部裸露死亡。
岩石遭受寒冻崩解，形成巨石角砾，就地堆积在平坦的地面上。条件：①气温0℃上下波动，日温差较大，并有一定湿度，岩石反复寒冻崩解。②地形平坦，岩块保存在原地。③坚硬而富有节理的块状岩石，如花岗岩、玄武岩和石英岩等。石海常有一条平整的界限，称石海线。
山坡上寒冻风化产生的大量碎屑滚落到沟谷里，堆积厚度逐渐加大，在冻融和重力作用下发生整体运动。特征：· 一般多分布在现在多年冻土的南界或高山冻土的下界附近。· 中央部分流速比两侧快。· 湿润气候区的石河流速比干燥气候区快；· 石河岩块搬运到山麓停积下来，形成石流扇。· 石河停止运动是气候转暖的标志之一，角砾表面开始生长地衣苔藓、树木或堆积新沉积物。
冻土地貌——多边形构造土
在第四纪松散沉积物的平坦地面上，由冻融和冻胀作用，地面形成多边形裂隙，构成网状，称为多边形构造土。 从地表平面看，裂隙组成多边形，从剖面上看，裂隙呈楔形。根据楔子内填充物的不同，又分为冰楔和砂楔，砂楔可从冰楔演变而来。冰楔形成：①有深入到永冻层中的裂隙，并为脉冰所填充。②冰楔的围岩是可塑性的，冰楔不断展宽。③需要严寒的气候条件，年平均温度一般为-6~-3℃。
填充于岩石裂隙和孔隙中的水分，因冰冻使岩石发生机械破碎，称为寒冻风化（一类物理风化，又称冰劈作用）。
冰楔是地表水渗入冻土裂隙中冻结成的脉状冰，是年均气温低于－6℃的多年冻土区长期冻结的产物。冰楔作用是冻土层裂隙中的水循环往复地结冰膨胀和融化，对周围土岩层造成的破坏。冻土层一般分为活动层（夏季融化、冬季冻结）和多年冻土层，如下图所示。
1.冰楔作用发生的必要条件是①地表植被覆盖率低 ②温度降至0℃以下③冻土岩层中有贯通的裂隙 ④足够的水分供应A.①② B.①③ C.②④ D.③④2.指出图中冰楔最可能形成于A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季3.古代人们很早把冰楔作用原理应用在生活中，如A.采石 B.制陶 C.淘金 D.石雕
由细粒土和碎石为中心，周国由较大砾石为圆边的一种环状冻土地貌，在极地、亚极地以及高山地区常有发育，直径一般为0.5~2.0m，极地可达十余米。形成：①冬季砂砾层孔隙中的水冻结膨胀，地面和砾石一起被抬高，砾石下部尚未冻结而出现空隙，砂土填入或水渗入形成冰透镜体。②夏季活动层上部解冻，砂土中的冰先融化，地面逐渐回降到原来位置，但砾石下部仍为冻结状态，一些大颗粒碎石或砾石却比周围含水砂土位置相对升高。③砾石下部冰开始融化时，周围砂土填垫在砾石下部，当活动层全部融化后，砾石却相对抬升了一段距离。④在冻融过程反复作用下，大的石块或砾石就逐渐被顶托到地面。
石环形成过程中的垂直分选
石块和沙土在地下的原有位置关系。
含有水分的沙土和石块混杂在一起，水被冻结而发生膨胀，石块位置也相应抬升。
天气变得温暖，但是石块仍被一部分冰支撑住，不能落回原位置。
土层全部融化，石块下面的空隙被沙土填满，位置相对原来提升了一段距离。
石块周围孔隙比较大，容易积聚较多的液态水，结冰膨胀，石块被抬高，但是融化的时候它却不能回到原地，因为石块的边缘被掉落下来的土块支撑住了，就这样石块一步步从地下“挖”出来了。
石环形成过程中的水平分选
石块已经被抬升到了地面。沙土冻结之后膨胀，形成了高出地面的小凸起，石块们从小凸出的中间慢慢滚到边缘形成石环。
含水较多的细粒沙层，冻结时体积膨胀要大于含水较少的粗粒碎石层，结果细粒沙层就形成一个个微微向上凸起的膨胀中心，慢慢把碎石挤到边缘，组成一个个石头圆环。
石环是高寒地区一种独特的冻土景观。在冰缘地区的地表层，经冻融分选作用，泥土和小的岩屑集中在中间，较大的岩块被排挤到周边，呈多边形或近圆形，这种冻土地貌就是石环，下图为石环景观图。完成下面小题。
1．石环形成的主要外力作用是（ ）A．岩浆活动 B．流水搬运 C．风化作用 D．冰川沉积2．在高寒地区的下列区域，易出现石环的区域是（ ）A．山地陡坡 B．高原边缘 C．山口、平缓的坡麓 D．山地冰川分布地区
石环是由于冻融作用形成的
这些泥土和小的岩屑物长期保存说明没有较强的侵蚀作用，山口、平缓的坡麓容易出现石环。
石环是一种主要由砂土、砾石组成的环状冻土地貌。砾石和含水砂土受冻融作用的影响，会使埋入地下深处的石块被顶托到地面，并侧向移动。石环形成速度较快。石环在极地、亚极地及高山地区较为常见，多发育在平坦的河漫滩或洪积扇边缘。在祁连山冰川边缘，发育有大量石环，直径大者可达4~5m，石环中心部分比边缘高约40cm。
(1)试描述图中颗粒的分布特征。(2)从颗粒物、水分和温度变化的角度，分析图示景观形成的条件。(3)在全球变暖的背景下，推测石环发育区分布的变化趋势。
中心呈圆形，颗粒较小；周围呈环形，颗粒较大。
颗粒物大小混杂；土壤水分充足；冻融作用频繁。
向纬度较高处转移；向海拔较高处转移。
冻土层中常夹有未冻结层，未冻结层中的水分在地下慢慢凝结成冰体，使地面膨胀隆起，形成冰核丘。 一年生的冰核丘的规模较小，高只有数十厘米至数米；多年生的冰核丘规模较大，高可达十余米至数十米，直径从30m到70m不等。 冰核丘有时能产生爆炸。在夏季气温上升很快，上部冻结层迅速融化，冻结土层急剧变薄，这时如冰核丘内含有气体，承压力很高的地下水就可能发生喷水爆炸。
冻土地貌——土 溜 阶 坎
多年冻土区坡地上的一种地貌现象。当融冰时地表过湿的松散沉积物沿坡向下流动，前端常成一陡坎。土溜阶坎高约1m左右，宽4~5m，有的规模还要大一些。 成因：多年冻土上部的活动层周期性融化，融化的水受下部永冻层的阻挡不能下渗，结果活动层的松散物质被水浸润，内摩擦减小，在重力作用下就缓缓沿坡向下滑动，如遇阻或坡度变缓，流动的速度减慢，前端就壅塞成一个坡坎。
土溜陡坎是冻土区的一种地貌类型，是指当融冰时地表过湿的松散沉积物沿坡向下流动，前端壅塞而成的一道道陡坎，具有季节性移动特征。土溜陡坎一般高1m左右，宽4~5m，有的规模还要大一些，大多呈多个台阶状。下图为世界某冻土区土溜陡坎地貌景观图。
(1)说明土溜陡坎地貌的形成条件。(2)描述土溜陡坎地貌的形成过程。
· 冻土区地表有一定的坡度；· 冻土区地表多泥沙、碎石等松散物质；· 冻土区地表有周期性冻融作用。
· 夏季气温高，表层冻土(或活动层冻土)开始逐渐消融形成泥浆；· 在重力作用下，泥浆沿坡向下产生缓慢滑动；· 滑动的泥浆遇到阻挡或坡度变缓时，流速减缓，前端壅塞成一道道陡坎，形成土溜陡坎。
冻土地貌——热溶塌陷洼地
温度升高（可能是气候周期性的转暖，砍伐森林、开垦荒地和人工截流蓄水），地下冰融化引起地面塌陷形成的各种洼地，类似喀斯特塌陷过程，因与温度有关，又称热力喀斯特。 在平坦地面上形成漏斗状沉陷洼地，洼地内常积水成湖，称热融塌陷湖。
夏季，活动层融化，在多边形土形成的凹槽里，融水和降水顺着裂隙下渗，到多年冻土层上部再次冻结，形成“上大下小”的冰楔。
冬季，在冰楔地区反复冻融作用下，使得裂隙中的冰体积逐渐变大，由于活动层不均一冻结膨胀使得地表凹凸不平，形成小丘，被称为“冻胀丘”。
在多种因素影响下，地下冰发生融化，活动层变厚，随后地表发生塌陷形成洼地，逐渐积水后所形成塘或池。
水面的出现，使得地表吸收了更多地辐射热，加速了边坡的热熔滑塌，热融湖塘逐步扩张。底部存在着微生物，会分解湖底有机残骸，向大气中释放甲烷等温室气体，使湖塘出现冒泡的现象。
持续扩张的热融湖可与河流或相邻湖盆相遇，进而排水。一旦开始排水，湖泊立即停止生长，被水生植物、泥炭、沉积物等填满，最终消失。
热融湖加快了冻土的融化速度，使土壤中储存的碳大量释放，加剧了全球变暖。
近年来全球多地多年冻土区冻土退化，释放大量二氧化碳、甲烷等温室气体。下图示意某湖泊附近多年冻土地貌区的内部植被分异，其中热融湖塘是冻土融化后地面塌陷形成的湖泊。
1．释放温室气体最多的区域是（ ）A．热融湖塘 B．莎草草坪 C．草甸湿地 D．泥炭高地2．影响图中植被分异的主导因素是（ ）A．热量 B．水分 C．地形 D．土壤3．该热融湖塘最可能位于（ ）A．非洲几内亚湾 B．西亚波斯湾C．北美哈德孙湾 D．东亚东京湾
热融湖塘是冻土融化后地面塌陷形成的湖泊，由图可知永久冻结线到湖底土层较厚，其上又有湖水阻隔，使得土壤中植物的呼吸作用及土壤中微生物的分解作用较强，产生大量的温室气体。
图中植被主要分布在莎草草坪及草甸湿地，且随着地下水位的深度增加植被量渐少，所以影响图中植被分异的主导因素是水分。
活动层是多年冻土层之上、地表以下一定深度内暖季融化、冷季冻结的土（岩）层。祁连山北坡中段高寒草甸带多年冻土广布，冻胀草丘（下面一般分布着2～3m厚的含土冰层）、热融洼地（地下冰局部融化，土体随之发生沉陷，形成洼地）是该区域广泛分布的微地貌，多相间分布，且活动层深度差异显著。下图示意该区域的冻胀草丘、热融洼地微地貌。
1．与冻胀草丘相比，热融洼地活动层（ ）A．冻结期土壤温度低 B．融化深度较浅 C．融化期土壤温度高D．冻土发育稳定 2．推测该区域多年冻土活动层融化厚度最大的月份是（ ）A．1月 B．4月 C．7月 D．9月
6--9月,多年冻土活动层融化深度逐渐加深的原因在于夏季温度的快速上升，为冻土融化提供了更多的热量传递；虽然从9气温开始降低，但气温还是高于0°C，继续为多年冻土融化提供能量，同时与气温相比，土壤能量的热量传递具有一定的滞后性，两者叠加，决定了多年冻土活动层融化深度逐渐加深，直到9月，其达到最深。
在冻土区由于不均匀冻结膨胀作用使土层产生局部隆起而形成圆形或椭圆形地形。 一年生冻胀丘在融冰季节，冰丘消失，地面之回复原状；多年生冻胀丘因位于多年冻结层中，冻结层间水和层下水补给而形成，可保持几十年甚至上百年。
冻胀丘是指冻土区的水、土因冻结膨胀，使地表变形隆起形成的丘状地貌。新疆赛里木湖西北侧的甲地与南侧的乙地海拔相近，均有冻胀丘分布，其形态却存在差异：甲地冻胀丘体积较小，顶部生长牧草；乙地冻胀丘体积较大，顶部覆盖苔藓。
1．冻胀丘形成的主导因素是（ ）A．气温 B．水分 C．地形 D．土壤2．甲地冻胀丘较乙地小的原因可能是（ ）A．纬度高，冻土层坚硬不易鼓包B．牧草覆盖，对风力削弱作用弱C．人口密度大，人为破坏强度大D．距湖远且位于背风坡，水汽少
有机碳在冻土中处于冻结状态，多年冻土层储存的碳大致相当于目前陆地植物和大气碳含量的总和。热喀斯特是指由全球气候变化和人类活动引起的富冰多年冻土融化或大量地下冰局部融化后，造成地表沉降甚至塌陷的一类地貌。热喀斯特湖（又叫热融湖）是冻土热融沉陷后积水形成的湖塘。
(1)指出影响热喀斯特湖形成的因素。(2)简述热喀斯特湖的形成过程与发展趋势。 (3)从自然环境整体性方面，分析热喀斯特湖形成对地理环境的影响。
自然因素：气候转暖、温差增大等。人为因素：破坏植被；开荒；挖沟；筑路；修水库等。
形成过程：在地下冰融化初期，地面开始发生倾斜或者沉陷；多年冻土或地下冰融水汇入到沉陷区，逐步形成湖塘。发展趋势：湖水的潜热会进一步融化地下冰，导致开放水域持续加深和扩张，形成一个相对较深的湖塘；地下冰基本融化，湖水发生渗漏或侧流，湖塘逐渐干涸。
改变当地原有地表形态；使地下有机碳加速释放，加剧全球气候变暖；改变地表水和地下水的水文状况；增加地表土壤水分，改变土壤理化性质；破坏地表植被，使生物多样性减少；冻土融化可能会释放封冻的古老微生物、病毒等，影响生态平衡。
· 多年冻土对水文过程有着重要的影响。 在环北极地区，很多地表看起来含水量高，河流分布广泛。可是很多地方的年降水量(包括融化的雪)只有150-250 mm，如果没有多年冻土的存在，环北极地区将是一片荒漠。多年冻土冻结层的存在，阻止了土壤水分的下渗，因此水分浸润地表土壤时，就会形成沼泽和池塘，可以为植物生长提供水分。
· 多年冻土的存在有利于植被生长 土壤水分高时，有利于地下冰的形成，而地下冰在夏季融化时会吸收大量的热，因此也有利于保护多年冻土的向下融化； 较好的植被条件会在夏季通过遮阴效应，降低土壤温度；植被生长提高了土壤有机质含量，降低土壤导热率，对多年冻土也有保护作用。
· 活动层较浅的地区：例如环北极的大部分地区，多年冻土退化导致的地下冰融化，会向地表补充大量水分，促进植物的生长；· 活动层较大的地区：例如我国青藏高原的大部分地区，多年冻土退化导致更多的土壤水分下渗，地下冰融化对土壤水分补充的水分也难以被植物吸收，导致植被退化。
青藏高原不同多年冻土条件下土壤水分、温度和植被分布示意图
近年来，随着全球气候变暖，西伯利亚地区常出现地表下陷现象，形成众多低于周边的“地坑”，“地坑”深度从几米到上百米不等，“地坑”内的植被长势远不及其周边地区。下图为西伯利亚某“地坑”景观。完成下面小题。
1．西伯利亚“地坑”形成原因是（ ）A．地壳断裂下陷 B．地下冻土融化 C．天外陨石冲击 D．流水侵蚀地表2．“地坑”内植被长势远不及其周边地区，主要是“地坑”内（ ）A．地表起伏较大 B．水分含量较多 C．热量相对不足 D．土壤肥力较低3．图示“地坑”周边的地带性植被可能为（ ）A．落叶阔叶林 B．稀树草原 C．常绿阔叶林 D．针叶林
· 在多年冻土区进行工程建设，面临着许多挑战
随着全球变暖，多年冻土在不断退化，冻结层融化后，会导致地面沉降，从而影响到工程结构的稳定性。工程本身会对土层的结构产生影响，公路的沥青路面还会吸收更多的热量，加速多年冻土的退化。因此，在多年冻土区进行工程建设，面临着许多挑战。
多年冻土区因沉降废弃的建筑物和沉降影响的公路
从冻土冻融产生的原因来看，一是地下有水，二是低温高温季节交替变化。所以治理措施也主要是从这两方面入手，一是想办法减少地下水对路面的影响，比如下图的抬高路面，使路面远高于两侧地面，再比如在冻土地带架设桥梁。 路面远高于两侧地面 冻土地带架设桥梁
· 冻土融沉，地基不稳、倾斜，房屋开裂，地面下沉，道路路基变形，威胁行车安全。· 影响生物多样性，破坏生态平衡。· 地表环境发生变化，如地表塌陷、沼泽化。· 释放甲烷与二氧化碳，加剧全球变暖。· 大量微生物与病毒复活，威胁人类生存环境。
①“热棒”· 热棒是密封的钢管，里面注入液态氨，具有独特的单向传热性能，热量只能从地下向地面传输，相当于一个天然“制冷机”。· 当路基温度上升时，液态氨受热汽化，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨冷却液化变成液态氨，沉入棒底。
铁路建设克服冻土的三大关键措施
②“抛石路基”· 冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通。· 夏季，青藏高原气温升高，抛石路基表面的温度上升，空气密度降低，而路基冻土中的温度较低，空气密度较大，这样热空气与冷空气就不易对流，无形中形成了外界与冻土的隔热层；· 冬天，冻土路基的外界温度较低，空气密度较大，而路基冻土层温度较高，空气温度较低，将自然上移，与外界进行温度交换，无形中形成了热冷对流，使路基冻土层温度降低，保护了冻土的完好性。
③“遮阳板路基”又称旱桥，被称为隔热“外衣”。遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响。