您可以在地球上的任何地方找到氣候變化的證據。但是,北極的變化更為戲劇化。
北極地區的氣溫增長速度是全球平均水平的兩倍。北極海冰的覆蓋程度每年夏天都在減少。格陵蘭冰蓋也變得不越來越不穩定。
但也許最令人不安的是永久凍土地下發生的變化。它像一個巨大的冰櫃,凍住了大量微生物。
隨著冰蓋的融化,事情變得奇怪而又令人毛骨悚然: 一些被困在數千年冰層長期休眠的微生物 - 開始醒來,釋放同樣古老的二氧化碳,以及潛在致命的疾病。隨著新的放射性碳研究表明,融化的冰將蓋將暴露45,000年以來沒有見過太陽的冷凍植物。
極理事會最近的一份報告指出,到2040年,北極表面附近20%的永久凍土可能會融化。科學家已經注意到多年凍土溫度緩慢攀升。「20世紀80年代,美國地質調查局解釋說在2015年,阿拉斯加,俄羅斯和其他北極地區的永久凍土溫度平均接近18°F 。
一個2010年的研究中發現,俄羅斯溫度上升0.5℃,凍土變暖2℃,在過去的三十年裡,一些地區解凍,推動凍土區的邊界不斷北上。而「活躍層」的深度 - - 在歐洲北部的北極地區越來越深,這是不穩定的徵兆。
當它解凍時,潘多拉的盒子將會釋放出來。為了更好地了解永久凍土的奇怪變化,我和伍茲霍爾研究中心的地球系統科學家羅伯特·霍姆斯(Robert Max Holmes)進行了交談。他在阿拉斯加的伯特利,一個位於安克雷奇以西400英裡的一個小前哨鎮,剛從曠野的八天的研究和教學考察中回來。
一個星期前,福爾摩斯和他的學生在營地附近的土壤中建立了溫度傳感器。他們的第一讀數是0.3°C。「幾乎沒有凍結。我們只是坐在那裡震驚:我的上帝,這整件事情將會大大改變。「
挪威斯瓦爾巴群島附近冰冷的山脈,由於氣候變化而迅速變化的北極群島。約翰尼·哈裡斯/ Vox
最大的威脅是碳
您可以將北極永凍土作為一個巨大的廚房冰櫃。
如果將有機(碳)物質放在冰箱中,食物將保持原樣。但如果冷凍機壓縮機斷裂,則會慢慢升溫。隨著它的加熱,細菌開始吃你的食物。細菌使食物變爛。當細菌消耗食物時,它們會產生二氧化碳,甲烷和其他可聞到的氣體和化學物質。
幾萬年來,永凍層的作用就像一個冷藏庫,在土壤中保留了(10億噸)的植物物質碳。(這是目前大氣中碳含量的兩倍多。)一些植物物質是最近的,有些是來自冰川時代。
「植物在多年凍土地區生長,當這些植物死亡時,由於寒冷的溫度,它們不會完全分解,所以一些有機碳被遺留下來,」福爾摩斯說。他說,當永凍層解凍時,它開始腐爛,開始分解,這就是二氧化碳和甲烷的釋放。
科學家們對於北極的融化感到擔心是一個原因:當細菌將北極的碳轉化為二氧化碳和甲烷時,它會加速反饋迴路。釋放的甲烷和碳越多,變暖越多。越來越暖和...你得到它
2014年的「 環境研究報」研究報告 估計,解凍多年凍土可以在2100年之前向大氣中釋放約120吉瓦的碳,導致0.29℃的變暖(給或取0.21℃)。到2300年,另一項自然地球科學研究得出結論,融化永久凍土及其產生的碳反饋環路可能會導致1.69°C的變暖。(這是高端,可能低至0.13°C變暖)
但這些只是估計,而且有很多不確定性。(關於從北極釋放多少溫室氣體以及需要多長時間的爭論)。這一切都取決於北極暖和的速度。
但這裡的邏輯很簡單:變暖越多,啟動這個反饋循環的風險就越大。4月份在「 自然氣候變化 」(Nature Climate Change)發表的一項研究預測,每增加1攝氏度的溫室氣體將會有150萬平方英裡的永久凍土層消失。
古代微生物正在醒來
去年八月,在西伯利亞爆發的炭疽病使72人死亡,並奪走了一名12歲男孩的生命。衛生官員將疫情確定為不尋常的來源。
非常高的溫度解凍了長壽命馴鹿和其他動物的屍體。有些這些屍體可能已經被炭疽感染了,正如Wired所解釋的那樣,西伯利亞的土壤通常太冷了,不能挖深窟。報導說:「解凍人類和動物遺體的疾病可以進入地下水。
科學家們擔心,隨著更多的永凍層解凍,特別是在西伯利亞,可能會有更多的長期休眠的炭疽病爆發。
那是因為凍土凍結並不僅僅是保持碳的逸出 - 它也保持微生物的完整性。
一個研究古代病毒和細菌的基因組學研究員讓 - 米歇爾·克拉菲(Jean-Michel Claverie)解釋說,永凍土是保護細菌和病毒數十萬(如果不是百萬年)的地方。「它是黑暗的,它是冷的,它也沒有氧氣。...沒有[紫外線]光。「所有需要的細菌都是解凍才能醒來。
我問Claverie病毒和(某些類型的)細菌可以在多年凍土中生存多長時間。
「極限是永久凍土給出的極限,」他解釋說,他認為沒有限制。他們說,多年凍土是一個1000米深的地方,「約有一百萬,一百五十萬歲」。
他強調,這裡的危險並不在於永久凍土本身的緩慢解凍。也就是說,隨著地區的升溫,採礦等挖掘項目將更具吸引力。這些項目會使非常古老的細菌釋放出來。