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北極融冰對地球的影響 比你想象的更嚴重

2019-06-28 09:22:20  來源:新浪科技

北京時間6月28日消息,據國外媒體報道,北極融冰對地球的影響可能比我們想象的還要嚴重。

2012年,蘇·納塔利(Sue Natali)首次來到了西伯利亞的杜瓦尼亞爾(Duvanny Yar)。作為一名研究氣候變化導致永久凍土層融化造成的影響的博士后研究員,她此前曾多次看過這個地方的照片。杜瓦尼亞爾凍土層的迅速融化導致了一次大規模地陷,就像在西伯利亞凍原的正中央挖出了一個巨大的落水洞。但當她親眼看到這一幕時,所見之景還是遠遠超出了她的想象。

融化的冰層會釋放出大量甲烷,加速全球變暖。

融化的冰層會釋放出大量甲烷,加速全球變暖。

“那景象實在太驚人了。”納塔利這樣回憶道,如今她是馬薩諸塞州伍茲霍爾研究所的一名副研究員,“至今我回想起那一幕,還是會忍不住打冷戰……我簡直不敢相信這次地陷的規模之大,倒塌的峭壁大得像樓房一樣……你從旁邊走過時,可以看到一些‘木頭’從永久凍土層里戳出來,但那些其實不是木頭,而是猛犸象和其它更新世動物的遺骨。”

納塔利所描述的都是實情實景,是北極迅速變暖造成的巨大影響。永久凍土層的地面和土壤本該保持永久冰凍狀態,如今卻在不斷融化,其中隱藏的“奧秘”也不斷揭露出來。除了露出更新世的生物化石外,還釋放出了大量碳化合物、甲烷、汞和古代疾病。

融化的永久凍土層正在改變阿拉斯加的地形。

融化的永久凍土層正在改變阿拉斯加的地形。

永久凍土層中富含有機質,所含的碳估計多達15000億噸。“這相當于大氣中碳的2倍、全世界所有森林儲存碳量的3倍。”納塔利指出。她解釋道,30%至70%的永久凍土層可能會在2100年前融化,具體速度取決于它們面對氣候變化的反應。“假如我們繼續按當前速度燃燒化石燃料,這個數字就是70%;而如果我們能大幅減少化石燃料造成的溫室氣體排放,就會是30%……在融化的這30%至70%的永久凍土層中,有機物中的碳會被微生物分解、作為燃料或能量,然后以二氧化碳或甲烷的形式釋放出來。”

西伯利亞融化的永久凍土層釋放出了炭疽。

西伯利亞融化的永久凍土層釋放出了炭疽。

在解凍的碳中,約有10%可能會以二氧化碳的形式釋放,相當于1300-1500億噸。這相當于按當前排放量計算、美國到2100年之前的年排放量總和。融化的永久凍土層相當于憑空產生了一個排放量居世界第二的國家,而且這個因素并未被目前的政府間氣候變化委員會考慮在內。“有一個概念叫‘碳炸彈’,”納塔利表示,“在地質學的時間尺度上,這些碳并不是緩慢釋放出來的,而是大量被封存起來、并未被人類考慮在內的碳。”

2016年,位于挪威北極圈內永久凍土層地下的“末日種子庫”遭到了融化雪水的破壞。

2016年,位于挪威北極圈內永久凍土層地下的“末日種子庫”遭到了融化雪水的破壞。

2018至2019年的這個冬天,北半球的頭條新聞被“極地渦旋”占了大半,因為北美洲的氣溫下降得異乎尋常。在美國印第安納州南本德市,2019年1月的最低溫竟達到了零下29攝氏度,幾乎比1936年創下的最低溫記錄還低了一倍。但在遙遠的北方,情況則完全相反。同樣是在2019年1月,北極海冰平均面積只有1356萬平方公里,比1981至2010年間的平均值少了近86萬平方公里,僅比2018年1月創下的最低記錄多了一點點而已。

北極點在11月的溫度應為零下25度。但在去年11月,北極點的溫度竟創下了零上1.2攝氏度的記錄。北極變暖的速度比世界其它地區快一倍(部分原因是被反射的陽光變少了)。

“融化的凍土層正在大幅增加。”美國國家海洋和大氣管理局北極研究項目經理、對北極環境的年度研究《北極報告卡》(Arctic Report Card)編輯艾米麗·奧斯本(Emily Osborne)證實道。她指出,作為氣溫升高的直接結果,永久凍土層正在融化,“地形也因此變得支離破碎,變化發生得太快,且發生的方式令研究人員們始料未及。”

2017年度《北極報告卡》的標題說得很不客氣:“北極未顯示出任何恢復為穩定冰凍區域的跡象。”由挪威斯瓦爾巴大學中心教授與副院長漢妮·克里斯蒂安森(Hanne Christiansen)擔任共同作者的一篇論文在地下20米深處對永久凍土層的溫度展開研究(這個深度已經足夠深了,不會受到短期氣候變化的影響),結果發現自2000年以來、這里的溫度已經上升了0.7攝氏度。克里斯蒂安森還擔任國際永久凍土層協會的主席,她表示:“永久凍土層內部的溫度上升的速度較快……接下來,原本永久凍結在內的東西就會被釋放出來。”2016年,斯瓦爾巴秋季的氣溫始終維持在零度以上。“根據我們的記錄,上一次出現這種情況,還是在1898年。”克里斯蒂安森指出,“接著又下了許多場雨,但這里一般只會下雪、而不是下雨……有些地方發生了泥石流……我們不得不疏散部分居民。”

北美永久凍土層的變化也同樣令人警惕。“在阿拉斯加的北極圈里,有些地方就像瑞士奶酪一樣千瘡百孔,那都是由地陷形成的地面和湖泊。”納塔利介紹道。如今她的實地考察地點已經從西伯利亞轉移到了阿拉斯加。“之前靠近地表的水如今變成了湖泊。”這些湖泊中有許多都冒著甲烷形成的氣泡,因為水中的微生物們突然接觸到了豐富的遠古有機物,便會在饕餮的過程中釋放出副產物甲烷。“我們經常從湖里直接走過去,因為這些湖都非常淺,在有些地方就像泡熱水澡一樣,水里的氣泡實在太多了。”

但從一度冰凍的地面之下釋放出的不僅僅是甲烷和二氧化碳。2016年夏天,一群馴鹿放牧者得了一種神秘的怪病。謠言開始傳播開來,稱這是1941年出現過的“西伯利亞瘟疫”。最終,一名年輕男孩和2500頭馴鹿因病去世后,這種疾病終于被確定了下來:炭疽。此次感染源是一頭解凍后的馴鹿尸體,而它死于75年前的一次炭疽爆發。2018年度的《北極報告卡》推測道:“西班牙流感、天花或已經從地球上抹去的瘟疫可能仍凍結在永久凍土層之中。”2014年,由法國科學家開展的一項研究在永久凍土層中發現了一個有3萬年歷史的細菌,并在實驗室中使其“起死回生”,隔了300個世紀后重新恢復了活力。

仿佛是想讓末日氣氛更濃烈一些,2016年,位于挪威北極圈內永久凍土層地下的“末日種子庫”遭到了融化雪水的破壞。此外,瑞典核廢料管理機構也依賴永久凍土層提供保障。

被永久凍土層長期封存的人類考古遺跡可能會重現天日,但很快就會付之東流。格陵蘭島有一處已經冰封保存了4000多年的愛斯基摩人遺跡,如今正面臨被水沖走的風險。而據估計,像這樣保存在永久凍土層中的遺跡還有18萬座。這些遺跡中常存有柔軟的組織和布料,保存得十分完好。但一旦暴露在外,就會迅速遭到破壞。“憂思科學家聯盟”成員亞當·馬克漢姆(Adam Markham)指出:“受到人類導致的快速氣候變化影響,永久凍土層中保存的許多遺跡或古董可能在被人發現之前就徹底消失了。”

然而,許許多多由現代人類留下的碎片卻不會輕易消失,它們叫做海洋微塑料。在洋流的作用下,大量塑料廢棄物最終都會聚集到北極,隨后被凍結在海冰或永久凍土層中。近期關于海洋微顆粒的一項研究顯示,北極盆地中聚集的顆粒密度比世界上其它海底盆地都要高。格陵蘭海域中的微顆粒密度從2004到2015年間翻了一倍。“科學家發現,這些微塑料在整個海洋中都在不斷聚集,最終被‘傾倒’到北極地區。”奧斯本解釋道,“我們此前并未意識到這個問題。如今科學家正在努力弄清這些微塑料的組成、哪些魚類正以此為食、以及我們是否會通過食用這些魚攝入塑料。”

由于凍土層融化,汞也進入了食物鏈。北極是全球汞含量最高的地區。據美國地質調查估計,北極的冰層和永久凍土層中共封存了1.65萬噸汞,約等于其它地區土壤、海洋和大氣中總含量的兩倍。納塔利解釋道:“在富含有機物的地區,汞往往會與有機物結合……生物體無法將汞排出體外,因此汞會在食物網中不斷累積。永久凍土層就像所謂的‘完美風暴’一樣,其中所含的大量汞會被釋放到濕地系統中,被生物體吸收,然后進入食物網。這對野生動物、人類、以及商業捕魚業而言都是一個值得憂慮的問題。”

那么,北極凍土融化是否存在積極影響呢?是否會有更多的樹和植被在北極扎根,從而固定更多的碳、并為動物提供新的牧場呢?奧斯本贊同“北極越來越綠了”的說法,但她補充道,對動物種群的研究顯示,“較高的氣溫會增加病毒與疾病的傳播,因此在全球變暖的影響下,患病的馴鹿越來越多……北極環境并不適合溫暖的氣候。”納塔利還說,許多地區正在經歷“苔原褐變”:更高的氣溫導致地表水蒸發到大氣中,致使植物死亡。還有些地區由于地陷,會發生突如其來的洪水。“這不是對2100年或2050年的預言,這都是眼下正在發生的事情,”納塔利指出,“人們說過:‘我們過去還會在那兒摘藍莓呢。’而現在你朝那邊看過去,看到的卻是一片濕地。”

但納塔利也不想表現得太絕望。據她表示,我們能做的還有很多。北極的命運尚未成為定局:“國際社會采取的行動將對釋放出的碳量和永久凍土層的融化程度產生實質性的影響。我們必須讓盡可能多的凍土層保持冰凍狀態,而且我們的確已經獲得了一定的控制能力。”我們的碳排放切不可維持現狀不變,因為北極的存亡取決于此,而我們的存亡取決于北極。(葉子)

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