为什么人类如此关心北极的气候变化?

在俄罗斯东西伯利亚地区,雅库茨克以北约676公里,亚那河流域附近的一大片永久冻土层中,有一个特别壮观的蝌蚪形地面深陷区域:巴塔盖卡坑。

其实在北极冻土层中目前已经出现了很多由于地面塌陷留下的深坑、坑洞,但唯独巴塔盖卡坑格外的引人注目。因为它是“超级塌陷区”。

同类塌陷坑中最大的一个深坑,长度达到了近2公里,深度可达百米。但这些数字正在发生改变,因为这个深坑正在快速的“生长”。

当地的雅库特人经常会听到峡谷发出的轰隆声,认为这些声音来自地狱,因此害怕接近这个地方,并将这个深坑视为“通往地狱的大门”。

这些看似神秘的超自然声音的来源,其实有一个更为自然的解释,因为深坑还在不停下陷、扩大。

2016年,德国阿尔弗雷德韦格纳研究所的弗兰克·冈瑟(Frank Gunther)提交了一份研究报告。报告显示,在过去十年的观测中,该深坑的头壁平均每年增长10米,深度下降5米。

在较温暖的年份,每年的生长可达30米,深度下降10米。

研究小组还预计,随着北半球气温的升高,深坑的侧壁将在未来几个年到达邻近的山谷,这可能会导致更多的陆地塌陷。

永冻土有两种类型,并不是我们认为的一直被冻结的土地。一种是冰川冰,是上一个冰河时代遗留下来的水冰,现在深埋在地下。

另一种就是像在巴塔盖卡深坑附近的地面土地中,这些冰被困在一层沉积物中。

永久冻土层主要分布在北极圈内,而很多国家有大面积土地都在北极圈内,上图清晰的展示永冻土的范围,面积约为1500万平方公里,深度从几米到数百米不等。

北极的永冻土至少稳定存在了数十万年的时间,但是目前这些永冻土的面积正在融化、缩小,地面下陷不断地出现。

巴塔盖卡坑是冻土融化的典型例子,它的成因来自于20世纪60年代,当时俄罗斯的在这个地方发现了黄金矿,随后砍伐了这个区域的针叶林,在开辟了一小片土地以后,又发现这个矿藏不具备开采的价值。

于是就留下了一个3米的浅坑,由于针叶林被破坏,导致阳光直射土地,加之雨水的积聚,到了冬季这些土地又无法再次被上冻,最后浅坑就扩展成了现在的规模。

以往的时候,冻土层在北极圈夏季来临,表层数米的深度就会被融化,但是当冬季来临这些被融化的冻土又会被冻结。

并不会影响到深层的冻土,但是随着全球气候的变暖,尤其是今年6月20日北极小镇Verkhoyansk的气温更是达到了创纪录的38℃。

这样的气候就会造成了深层冻土融化,而且在冬季这些冻土又无法被再次冻结,这样的恶性循环就造成了冻土层的持续融化。

全球气候变暖的导火索来自于人类近两个世纪大量温室气体的排放,以及大面积的森林砍伐,尤其是对北极气候的影响最大。

根据科学家的统计,在过去的几十年间,每过十年全球气温升高0.18℃,但是北极会升高0.69℃。远远超出了全球平均的气温增长。

我们如此关心北极气温以及冻土层融化的问题,是因为北极是一颗“碳炸弹”,被科学认为是“全球气候崩溃”最主要的转折点,而且还是一个远古病毒库。

据估计,储存在北极冻土层中的碳有1.7万亿吨,主要以有机物的形式存在包括植物、动物的尸体,还有甲烷和二氧化碳。这些碳是目前地球大气中碳含量的两倍。

当永久冻土融化时,这些物质会变暖并分解,最终释放出所有的二氧化碳和甲烷,这些气体会加剧地球的温室效应,尤其是甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍。

根据政府间气候变化委员会(IPCC)于2019年9月发布的一份报告,如果碳污染持续不减,到2100年,大部分永久冻土可能会融化,释放出一颗由温室气体组成的碳炸弹。

而这个炸弹的导火索正是人类自己。

2017年2月发表在《第四纪研究》(fourth ernary Research)杂志上的一项研究表明,巴塔盖卡坑坑暴露出来的土壤有20万年的历史。

我们在其中发现了大量的古老遗迹,包括一头麝牛、猛犸象和一匹4400年前保存完整的小马驹冰冻遗骸,有32000年的历史的狼头。这是一些在融化的永久冻土层中发现的古树遗迹。

伴随着这些生物的出现,永冻土的融化还可能释放长期困在冰层中的致病细菌和病毒。

细菌和病毒不仅会存在于这些远古生物的遗骸中,而且也会大量的保存在冰冻的土壤中,它们处于休眠状态,并不需要获取营养、排泄等一系列生命活动。

如果条件成熟,它们就会复活。

2014年,法国科学家们在西伯利亚的冻土层中发现了阔口罐病毒,这种病毒已有三万年的历史,在冰层中一直处在休眠状态,而且科学家已将其成功复活。

2016年的时候,俄罗斯北部西伯利亚爆发了一场炭疽热,科学家估计,这种病毒来自于冻土层中发现的驯鹿尸体,目前这种远古病毒已经进入了食物链的底层。

这说明传统意义上被认为已经消灭的病毒,例如天花,其实很有可能依然在自然界中存在,它们未来也有可能再次反扑人类。