在河北省平泉县平房满族蒙古族自治乡小茅兰沟村老西沟的一处山坡上，中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室常务副主任牛富俊发现了一个奇特的现象：盛夏时节，山坡表层和土壤下深处不足一米的地方，温度差竟然达到30℃以上。
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在这片山坡上，大小七八个洞穴散落在草丛中，最深的洞穴约一米深，浅的只有30多厘米。在最深的一个洞低头查看，里面寒气扑面而来，拾起洞里的石头，入手一片冰凉。7月19日，牛富俊和同事用红外测温仪测量的数字显示，当天实时气温为30℃，地表温度为33℃，而洞内温度仅有零下2.4℃。
“前几年在山坡上随便扒几下就能见到冰，今年天气比较干，想见到冰可能需要往更深处挖，但是抓只蚂蚱扔进洞里，一会儿就能冻死。”这片山坡的承包者李福山说。
牛富俊说，2011年他就来过这个地方，当时在这里进行过物理勘探，发现土层下面存在着冻融风化的碎石层。根据勘测结果，初步推断这里存在着多年冻土现象。
学术界的共识是，在年平均气温零℃以下的地域才可能产生多年冻土现象，而平泉县地处河北省东北部，燕山山脉末端，是河北、辽宁、内蒙古份三省交界处，年平均气温7.3℃。发现冻土的这片山坡海拔高度也仅有970多米。平泉所在的位置，距离中国多年冻土区的最南端有600多公里。无论从气候还是从海拔高度来看，平泉都不具备形成多年冻土的条件。那么，是什么原因使得一个温带季风气候区出现了多年冻土层呢？
为了解开这个谜团，牛富俊在平泉县实地考察完成物理勘探后，还在山坡上安装仪器，用以采集气候、地温、土壤水分数据，希望通过对当地气候条件分析，结合物理勘探结果做出合理解释。
功夫不负有心人，在对近几年收集到的数据进行分析的基础上，牛富俊终于揭开了平泉永久冻土的成因。“这是受局地因素及气候条件影响下的特殊冻土现象，碎石层冬季强烈的对流换热效，应是平泉县这一特殊冻土现象形成的根本原因。”他说，“平泉冬季最低气温可达零下20℃甚至更低，为碎石层提供了‘冷源’，也是这里多年冻土现象出现的驱动因素之一。”
据介绍，早在150年以前，曾有人将此冻土现象用作“自然冰箱”，以保鲜食物。
