圖源：KATIE ORLINSKY, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：CRAIG WELCH
阿拉斯加中部塔納納河（Tanana River）河畔的黑云杉森林里，科學家Miriam Jones和Merritt Turetsky觀察到樹木逐年傾斜、倒伏在泥濘的地上。長此以往，下方的土地開始變得松軟。曾經(jīng)覆蓋著厚厚冰層的堅硬土壤開始升溫，下沉，積滿了雨水和冰雪融水。
幾十年前，科學家就已經(jīng)知道，隨著溫度上升，北半球高緯度地區(qū)的永久凍土解凍后會釋放出溫室氣體，而溫室氣體反過來又會促進全球氣候變化。
不過，Turetsky、Jones及一組專家通過研究阿拉斯加倒伏的森林等現(xiàn)象，于本周證實了另一個結(jié)論：小片包含冰脈（veins of ice）的凍土升溫后所釋放的氣體，比原先預(yù)計的多得多。
這種“突然解凍（abrupt thaw）”的過程，可能會影響5%的北極凍土。不過，根據(jù)Turetsky團隊本周發(fā)表在《自然地球科學》期刊上的研究論文，保守估計，即使這么少北極凍土突然解凍，也足以使凍土對全球變暖的影響加倍。
Turetsky說：“變化雖小，卻是一記重拳?！彼F(xiàn)任美國科羅拉多大學北極與高山研究所的所長。
這兩位科學家稱，不必對突然解凍感到恐慌。永久凍土的排放量，仍然比我們?nèi)紵禾?、石油、天然氣所產(chǎn)生的排放量少。美國國家大氣研究中心高級科學家David Lawrence稱，截至目前，人們都曾預(yù)計解凍的永久凍土會使人類引發(fā)的氣候變化惡化約10%。
不過，新研究將這一數(shù)字翻倍，之所以意義重大，是因為聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）并未完全將永久凍土納入考慮范疇，而是更關(guān)注阻止燃燒化石燃料。
換言之，如果我們想將全球升溫幅度控制在1.5-2攝氏度，我們轉(zhuǎn)換成可再生能源的速度就應(yīng)該更快一些。
儲碳“冰箱”正在融化
早在Turetsky的研究成果尚未發(fā)表之前，2019年9月的《國家地理》雜志就曾報道過她和幾位合著者的多年潛心研究。
當時的報道顯示，長久以來，科學家就知道永久凍土所蘊含的碳多數(shù)是遠古動植物遺骸腐敗后產(chǎn)生的，其總量兩倍于大氣中的碳含量。永久凍土不會全部或大部分解凍，而是會在幾十年里逐漸解凍，緩慢釋放出大部分二氧化碳。而隨著氣溫升高，北極植被增加，凍土釋放出來的一部分二氧化碳甚至還會被植被所吸收。
北極2300多萬平方千米的永久凍土中，只有一小部分被堅冰覆蓋。當這片土地解凍，堅冰融化，將會使地貌發(fā)生急劇變化。土地會因冰融化成水而下陷，造成地面的草皮斷片，并形成水塘甚至湖泊。這些水分又會使解凍加速。
地面變暖，還會讓深鎖在地下幾千年而又富含碳的泥炭地暴露在外，引發(fā)滑坡，翻起老土。在北極許多地區(qū)，這類變化發(fā)生的速度比以往預(yù)計的更快。從1984年至2013年，加拿大北部的一座島上的土地塌陷數(shù)量已經(jīng)增長了60倍。
這種情況之所以嚴峻，就在于：一旦堅冰融化，許多地貌會在一夜之間、幾天、幾周或幾個月之內(nèi)發(fā)生變化。當?shù)孛沧兓瘯r，這些土地中蘊含的碳會以甲烷的形式大量釋放，而甲烷的溫室效應(yīng)起碼是二氧化碳的25倍。
一些科學家甚至能親眼看到這種現(xiàn)象。阿拉斯加大學的Katey Walter Anthony經(jīng)常會在北極的冬夜里外出，在結(jié)冰的水塘里戳洞。通過用火焰來試，她就能辨別出是否有甲烷逸出。
多年來，Jones和Turetsky這兩位北極濕地專家每年春天都會搭乘雪地車到阿拉斯加腹地取樣永久凍土。幾年前有一次，Jones和美國地質(zhì)調(diào)查局一起前往調(diào)研。當她看向她用設(shè)備在地上挖出的洞時，她發(fā)現(xiàn)洞里有氣泡。那塊土地已經(jīng)很溫暖，微生物已經(jīng)在古老的植物殘余上繁衍，并通過潮濕的土壤釋放出甲烷。她說：“看上去就像是在沸騰?！?/p>
量化永久凍土
永久凍土的變化，以多種方式促使著溫室氣體排放。Turetsky本周發(fā)表的論文，首次嘗試對所有方式都進行量化，并確定該影響具體有多大。
該論文合著者Lawrence稱：“我們參與此事的多數(shù)人都原以為影響小得多。結(jié)果卻很令人驚訝。”
Lawrence稱，問題在于，永久凍土會讓我們更難以實現(xiàn)排放目標。
許多模擬碳排放對全球溫度變化的計算機模型，才剛剛開始模擬永久凍土解凍。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在2014年發(fā)布的主要評估報告中，壓根沒有考慮永久凍土排放的情況。2018年，該委員會的特別報告稱，若要把全球氣溫升高值控制在1.5攝氏度，全球的化石燃料排放需要在2030年前削減45%，并在2050年前實現(xiàn)零排放。這份特別報告使用了一個簡化模型來估測永久凍土的逐漸解凍，根本未考慮突然解凍的情況。
科學家認為必須有所改變。Turetsky說，“我們現(xiàn)在就需要制定政策目標”，加速轉(zhuǎn)向更清潔的能源。如果政府都不考慮永久凍土的反饋，“我們的預(yù)測的真實性又有多少呢？”
但是，研究人員如何解決這一問題，還不十分明確。北極地貌廣闊，監(jiān)測不足，還有其他一些因素（比如北極野火的增加）也會促使加速解凍。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室的科學家Charles Koven，現(xiàn)任IPCC下一份評估報告的首席作者，負責撰寫關(guān)于碳循環(huán)的一個章節(jié)。他也是Turetsky所發(fā)表論文的合著者。
他說：“我們已經(jīng)注意到這些結(jié)論，并會將其納入考慮?！?/p>
Turetsky稱，換個奇特的角度來看，富含水冰的永久凍土解凍時奇特的地貌變化，可以看作是一個禮物。
她說：“北極的變化聽起來很可怕，但是，目前未來還處在我們掌控之中，北極已經(jīng)在給我們以教訓。北極正在告訴我們接下來幾十年內(nèi)世界會發(fā)生什么?！?/p>
我們只需要傾聽，然后相應(yīng)地加強應(yīng)對。
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