为什么北极土壤会滑落

从远处看，缓慢移动的北极土壤形成的图案类似于常见流体中的图案，例如油漆滴落和生日蛋糕糖霜。洛斯阿拉莫斯的研究人员和他们的合作者分析了现有的北极土壤构造，并将它们与粘性流体进行了比较，确定对地球和火星地貌都普遍存在的这种模式存在物理解释。

“这种效应的研究尤其重要，因为我们测量了景观对气候变化的响应，并旨在了解北极景观中永久冻土碳的储存和释放，” PNAS杂志上一篇论文的第一作者雷切尔格莱德说。“当我们看到整个北极地区的永久冻土融化时，我们将需要能够预测和减轻北极斜坡的不稳定性。”

该研究显示了理解景观动态中“粘性”内聚力的价值。北极土壤的一个关键特征是它会定期冻结，产生颗粒状物质、流体和实际冰的不断变化的混合物，随着时间的推移而变化和变化，这非常复杂，难以理解。

一旦由于斜坡和变暖的温度而开始运动，土壤运动(称为溶流)往往会产生独特的空间模式，可以从飞机上观察到，无论是穿过斜坡还是上下。下坡流，而不是显示出均匀滑动的宽大片材，而是形成手指状的土壤“叶瓣”，随着主片的移动而延伸到主片之前。

受流体不稳定性的启发，研究小组开发了土壤模式的概念模型，并使用数学分析来预测它们的波长。“特别是，我们提出土壤模式是由于重力和凝聚力之间的竞争或土壤颗粒的‘粘性’而产生的，”该论文的作者指出。“我们将我们的理论预测与来自挪威的土壤特征数据集进行比较，发现土壤模式受流体特性和气候控制。” 这对科学家理解由颗粒和流体成分组成的景观和复杂材料具有重要意义。

该团队来自洛斯阿拉莫斯、卡尔顿大学和麻省理工学院，使用来自挪威 25 个地点的 3,000 多个溶流瓣的高分辨率地形数据，显示溶流波长与斜率、瓣厚度和瓣前角之间的比例基本同意他们的理论分析。

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