Donmuş toprak, yani permafrost, iki yıl veya daha uzun süre boyunca çözülmeden kalan toprak katmanıdır. Özellikle Sibirya ve Kanada gibi kuzey bölgelerinde bu donmuş tabaka bazen bir buçuk kilometreden daha derine kadar ulaşabilir. Kuzey Yarımküre'nin kara alanının yaklaşık dörtte birini kaplar.

Permafrost, binlerce yıl öncesine ait mamut gibi hayvan kalıntılarını ve hatta donmuş halde kalmış eski virüs ve bakterileri saklayabilir. Bu nedenle bilim insanları için adeta bir zaman kapsülüdür. Ancak permafrostun çözülmesi, hem iklim değişikliği açısından hem de altyapı projeleri için büyük zorluklar yaratır. Üzerine inşa edilen binalar, buz tabakası eridiğinde çökmeye veya eğilmeye başlayabilir. Permafrost, gezegenimizin geçmişine dair önemli ipuçları sunan donmuş bir arşivdir.