知否 | 北極永久凍土融化,古老病毒竟"重新復活"

2021-01-15 網易科技


作者 | 小小

出品 | 網易科技《知否》欄目組(ID:tech_163)

2012年,蘇·娜塔莉(Sue Natali)首次來到西伯利亞的杜瓦尼亞爾(Duvanny Yar)。當時她以博士後研究員的身份,來此研究氣候變化對永久凍土融化的影響。娜塔莉曾多次看到杜瓦尼亞爾的照片,那裡的凍土迅速融化導致了大規模的地面塌陷,就像西伯亞凍土帶中央出現巨大的天坑。

但是,娜塔莉沒想到自己有機會親眼看到那裡的景象。她回憶稱:「這太不可思議了!每每想到這些,我都會打寒顫,我簡直不敢相信那種壯觀場景:如摩天樓那麼高的懸崖正在坍塌……當你在那裡行走的時候,會看到好像有木頭從永久凍土中伸出來。但事實上,它們不是木頭,而是猛獁象和其他動物的骨頭。」

納塔利所描述的場景是北極迅速變暖所帶來的顯著影響。到目前為止,那裡的永久凍土正在快速解凍,並漸漸顯示出其隱藏了無數年的秘密。除了更新世化石,這裡還保留著大量的二氧化碳和甲烷氣體,有毒的汞乃至古老的病菌。

永久凍土層的迅速融化導致了「超級大滑坡」,就像瑞士奶酪上的洞



北極氣候反常,不冷反升溫

2018/2019年北半球冬季的頭條新聞是「極地渦旋」(polar vortex),即氣溫異常驟降,它甚至南下至北美。在美國印第安納州的南本德(South Bend),氣溫在2019年1月達到零下29攝氏度,幾乎是該市1936年歷史最低氣溫記錄的兩倍。

然而,這些故事所掩蓋的事實是,在北極圈之外的遙遠北方,正發生著相反的事情。2019年1月,北極海冰面積僅為1356萬平方公裡,比1981年至2010年的長期平均值低86萬平方公裡,僅略高於2018年1月創下的歷史最低水平。

融化的冰會釋放甲烷,這將加劇全球變暖

2018年11月,氣溫本應降至零下25攝氏度,但北極的氣溫卻升到1.2攝氏度。北極變暖的速度是世界其他地區的兩倍,部分原因是太陽反射率損失所致。

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)北極研究項目項目經理艾米麗·奧斯本(Emily Osborne)證實:「我們正看到永久凍土融化速度大幅增加,結果是地貌正在崩潰,而且正以研究人員沒有預料到的方式快速發生變化。」

挪威斯瓦爾巴特大學教育中心教授兼副院長漢尼·克裡斯蒂安森(Hanne Christiansen)研究了20米深處的永久凍土溫度。他發現,自2000年以來溫度上升了0.7攝氏度。克裡斯汀森同時也是國際永凍層協會主席,他稱:「永凍層內部的溫度正在以相對較高的速度上升,之前被永久凍結的東西可能被釋放出來。」



永久凍土層中埋著「碳炸彈」

據估計,這片富含有機物質的永久凍土層儲存有1.5億噸碳。娜塔莉說:「這是大氣中碳含量的兩倍,是全球森林中碳含量的三倍。」她解釋說,在2100年前,30%到70%的永久凍土可能會融化,這取決於我們如何有效地應對氣候變化。

娜塔莉表示:「如果我們以目前的速度繼續燃燒化石燃料,可能會促使70%永久凍土融化。如果我們大幅減少化石燃料使用,融化的凍土可能會降至30%。這些凍土中的有機質將開始被微生物作為能源分解,二氧化碳或甲烷則被大量被釋放出來。」

約有10%的解凍碳可能會以二氧化碳的形式釋放出來,總計達1300億到1500億噸,這相當於美國到2100年每年的總排放量。融化的永久凍土層相當於世界上新出現一個僅次於美國的碳排放大國,而且在IPCC目前的模型中根本沒有考慮到它。

娜塔莉說:「人們在談論碳炸彈。在地質時間尺度上,這不是個緩慢的釋放過程。這是個被封存起來的碳庫,並沒有被計入保持氣溫上升低於2攝氏度的預期中。」



淺表地下水上湧變「熱水浴缸」

2016年,整個11月份的斯瓦爾巴特群島(Svalbard)的氣溫都保持在零度以上,這是1898年有記錄以來的第一次。然後大量降雨到來,往年此時的降水通常是雪,當地人遇到了每秒100米速度的泥石流,只能被迫疏散。

融化的永久凍土正在改變阿拉斯加的地貌

北美永久凍土的迅速變化同樣令人擔憂。娜塔莉說:「在阿拉斯加北極的某些地方,你從上空可以看到由地面塌陷形成的、瑞士奶酪般的土地和湖泊。過去靠近地表的水現在變成了池塘。很多池塘都在冒著甲烷泡泡,因為微生物突然發現自己有了古老有機物盛宴,可以大嚼特嚼,並將甲烷作為副產品釋放出來。我們經常步行穿過湖泊,因為湖水很淺,有些地方就像在熱水浴缸裡一樣,到處都是氣泡。」

西伯利亞永久凍土融化釋放出炭疽熱



古老病毒或「重新復活」

但是甲烷和二氧化碳並不是從永久凍土中被釋放出來的唯一東西。2016年夏天,許多馴鹿牧民開始染上神秘疾病,關於「西伯利亞瘟疫」的謠言開始流傳,它上次出現在該地區還是在1941年。當一個小男孩和2500頭馴鹿死亡時,這種疾病被確認為炭疽熱。它的起源是一具解凍的馴鹿屍體,後者是75年前炭疽熱爆發時的受害者。

2018年北極報告推測,「像西班牙流感、天花或鼠疫等已經被消滅的疾病可能會被凍結在永久凍土中」。2014年,法國的一項研究將一種存在於永久凍土層中3萬年的病毒帶回實驗室,重新加熱後,病毒迅速復活。

2016年,挪威北極地區的地下永久凍土設施——世界末日庫(Doomsday Vault)被融水衝毀,為這種世界末日設想又添了新證據。世界末日庫中保存了數以百萬計的作物種子。瑞典核廢料管理公司也引發關注,因為該公司十分依賴於永久凍土處理核廢料。

長期保存下來的人類考古學可能正在北極興起,但同樣很快就會消失。格陵蘭島上冰凍的古愛斯基摩人遺址已經保存了大約4000年,正面臨著被衝走的危險。而這只是永久凍土中保存的18萬處考古遺址之一,這些遺址內的軟組織和衣物通常保存完好,但一旦暴露,它們很快就會腐爛。

關注氣候變化的組織——科學家聯盟成員亞當·馬卡姆(Adam Markham)說:「由於人類活動促使氣候迅速發生變化,許多遺址或其中的人工製品在被發現之前就會消失。」



微塑料累積或最終進入人體

然而,更現代化的(和不需要的)人類廢物卻不會腐爛,即海洋微塑料。由於全球洋流循環,許多塑料垃圾最終進入北極,在那裡它們被凍結在海冰或永久凍土中。最近對海洋微塑料的研究表明,北極微塑料濃度高於世界上所有其他海洋盆地。從2004年到2015年,格陵蘭海的微塑料濃度翻了一番。

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)北極研究項目項目經理奧斯本解釋說:「科學家們發現,這些微塑料正在整個海洋中積累,並被帶到北極。這是我們(以前)沒有意識到的問題。科學家們現在正試圖找出這些微塑料的成分、以這些微塑料為食的魚類種類,以及我們是否通過食用這些魚類來也攝入了微塑料。」

2016年,位於挪威北極地區的地下永久凍土設施——世界末日庫(Doomsday Vault)被融水衝毀。

由於永久凍土的融化,汞也會進入食物鏈。北極是地球上汞最多的地方。美國地質調查局估計,極地冰和永久凍土中總共含有165.6萬噸汞,大約是全球其他所有土壤、海洋和大氣中汞含量的兩倍。

娜塔莉解釋說:「在有機物質含量高的地方,汞通常與有機物質結合起來。有機體無法自己將其去除,所以它會在食物網中進行生物積累。永久凍土層融化可能會引發完美風暴,這些汞將被釋放到溼地系統中,那裡是生物體吸收它們的合適環境,然後(它)就進入了食物鏈,這引發了野生動物、人類和商業捕魚業的擔憂。」



流行疾病或開始肆虐

北極正在融化有什麼積極的影響嗎?一個更加綠色的北極會開始看到更多的樹木和植被紮根,吸收更多的碳,並為動物提供新的牧場嗎?

奧斯本同意「北極正在變綠」。但她補充說,動物種群的研究表明:「變暖也會增加流行病毒和疾病傳播,因此我們看到更多的馴鹿會因為氣候變暖而陷入病態,這不再是適合寒冷氣候的物種茁壯成長的環境。」

納塔利也說,許多地區正在經歷「凍土帶褐變」(Tundra browning),即更高的溫度導致地表水蒸發到大氣中,導致植物死亡。由於地面塌陷,其他地區正在經歷突如其來的洪水。娜塔莉表示:「這不是2100年或2050年將會發生的事,而是現在。你聽到人們說『我們過去常在那裡摘藍莓』,然後你發現那裡如今成了一片溼地。」

不過,娜塔莉沒有完全放棄希望,並認為我們還有很多事情可做。她說:「北極的命運並非已成定局,國際社會所採取的行動將對那裡到底會釋放多少碳、永久凍土會融化多少產生重大影響。我們需要儘可能多地凍結永久凍土。北極依賴於永久凍土,而我們則依賴北極。」

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