冰丘

Ibyuk 冰睾

冻胀丘（frost mound）是由于土中水分冻结所造成的地表局部隆起现象。根据生长期长短，分为季节性冻胀丘和多年生冻胀丘。季节性冻胀丘冬季隆起夏季消失，既可以发生于季节冻土区，也既可以发生于多年（永久）冻土区。本词条重点讨论多年生冻胀丘。

多年生冻胀丘也常被称为冰皋， 是英文 Pingo 的音译。Pingo 起源于爱斯基摩语， 是指具有一个冰核的多年生冷丘体。冰皋是多年冻土区所特有的冰缘地貌现象之一。它的直径由几米到上百米，高度可达50m（见图）。大多冰皋成圆丘形，也有的成拉长丘形。 根据是否与下层非冻土相连，冰皋被分为封闭型和敞开型两种。

冰皋在高山，高原， 和极地多年冻土区均有分布， 但极地冻土区的冰皋远远多于高山高原区。这与极地地区土颗粒细水源充足有关。加拿大更新世马更些三角洲是世界上冰皋最发育的多年冻土区， 大概有1350个大小不等的冰皋，占世界冰皋总数的四分之一。 右图是位于距 Tuktoyaktuk 村4 公里处的 Ibyuk 冰皋，它高约50m， 年龄约在1000 年 （Mackay，1998）。中国有名的冻胀丘（已塌陷）发育于青藏高原昆仑山垭口的62道班附近。

冰皋都有一个厚度不一的覆盖层（土壤和植被），覆盖层下面的成分有的以冰核为主， 也有的以冰透镜体和土夹层为主。内部成分以泥炭土和冰夹层为主的冻胀丘被称为泥炭丘 （Palsa）。野外观测表明， 有大块冰核的冰皋，其内部成分沙质往往占优势， 沙土中常有侵入冰。大块冰核下面往往有一个水透镜体。而冰透镜体多的冰皋，其内部粉质土成分较多。这些因素，都与冰睾的主要成因有关 （详后）。石质冻胀丘也曾有报道， 但很少。

季节性冻胀丘的形成有的是由于水流局部受阻而冻结所致（季节冻土区），有的是由于双向冻结过水断面变小所致 （多年冻土区）。每到夏天，冻土融化， 障碍消失， 过水断面增大，季节性冻胀丘也随之消失。

对冰皋而言，其内部结构构造不同， 其成因也不同。如果其内部以冰透镜体和粉质土体交错为主， 其主要成因为水分向冻结锋面迁移形成分凝冰而产生的巨大冻胀力， 这种冻胀力会超过上层土覆盖层的压力而使地表上升。实验表明， 水分迁移在粉质土中十分发育。

加拿大更新世马更些三角洲约1350冰睾中，几乎无一例外的都有一个相当纯的大块冰核。加拿大冻土研究之父大不列颠哥伦比亚大学地理系的约翰.罗斯.马凯教授对其中一些冰皋进行了长期定位观测和调查研究。他甚至疏干了一个湖泊，目睹并记录了湖底从没有多年冻土和冰皋到有多年冻土和冰皋生长的全部过程。他对温度，多年冻土厚度，冰皋范围和高度进行了系统观测。同时， 他对另外的冰皋进行了打钻，水压测量，和放水试验。经过50多年野外和室内研究，马凯教授总结了这些冰皋的成因。

沙质洼地或湖底在双向冻结过程中产生驱水作用，由于系统的封闭作用， 驱出的水承受压力很大。 这种压力远大于覆盖层所施加的重力和冻结力而导致地表上升。驱水作用同时为大块冰核的形成提供水源。大块冰核的生长会向上施加巨大的冻胀力， 从而有助于冰皋隆升。

冰皋是多年冻土进化的标志之一，当多年冻土退化后，冰皋内部的冰也会消失， 只留下冰皋遗迹或化石冰皋， 它们的存在说明多年冻土曾发育过。所以冰缘学家们利用它们来恢复古环境和古气候。