北极永冻层解冻释放出的有毒物质

●蒂姆· 斯梅德利

永久冻土迅速解冻导致地表出现“大滑坡”，地层变成如同奶酪中的蜂窝空穴一样

2012年，纳塔利首次抵达位于西伯利亚的杜瓦尼亚尔。那时，她还是一名博士后研究员，研究对象是气候变化导致的永久冻土融化的影响。在那之前，她多次看到这个地方的照片。在杜瓦尼亚尔，永冻层融化得很快，导致西伯利亚永久冻土带中央出现了一片大面积地面塌陷——“大滑坡”，像一个巨坑一样。但她没想到自己会亲眼看到这一切。

“不可思议，真的不可思议”，身在马萨诸塞州伍兹霍尔研究中心的她在接受我的采访时回忆说。她现在是该中心的副研究员。“我到现在一想到它还打颤……根本无法相信那种规模：多层建筑大小的悬崖坍塌……一边走一边能看到像木头一样的东西露出永冻层。但它们不是木头，是猛犸象和其他更新世动物的骨头。”

纳塔利所描述的正是北极迅速变暖所带来的显著影响。永冻层，截止前仍处于永久冻结状态的土层正在解冻，并暴露出它隐藏的秘密。除了更新世化石外，同时被释放出来的还有大量的碳与甲烷、有毒的汞和古老的病毒。

永久冻土中含有丰富的有机物，其碳含量约为150亿吨。“这大约是大气中碳含量的两倍，全球所有森林碳含量的三倍，”纳塔利说。她解释称，可能会有30%到70%的永久冻土会在2100年之前融化，具体取决于我们应对气候变化的成效。“如果我们还是一切照旧，继续保持当前的化石燃料消耗速度，那就是70%；如果我们大量减少化石燃料排放，就是30%……在融化的这30%到70%永久冻土中，封存在有机质中的碳将开始被微生物分解。它们会以这些碳作为燃料或能源，并以二氧化碳或甲烷的形式将其释放出来。”

解冻的碳中，大约10%可能会以二氧化碳的形式释放，总量将达到1300亿～1500亿吨。这相当于美国保持目前的年排放量一直到2100年的总排放量。永久冻土的融化，实际上相当于多出来了一个排放量第二大的国家，而在当前的政府间气候变化专门委员会（IPCC）模型中这个‘国家’并没有被考虑进去。“人们会说着就像一枚碳炸弹，”纳塔利说。“在地质时间尺度上，这个释放速度不慢。这是一个被封存的，没有被考虑进为把升温控制在2℃之内而制定的碳预算中。”

在北半球2018年～2019年的那个冬天，随着北美洲最南边降温反常，有关“极地漩涡”的报道频频出现。在印第安纳州南本德，2019年1月的气温低至零下29摄氏度，几乎是该市此前在1936年创下的历史最低气温纪录的两倍。然而，被这类报道所掩盖的是，北极圈以北的情况正好相反。2019年1月，北极平均海冰面积仅为1356万平方公里（524万平方英里），比1981至2010年的长期平均面积少了大约86万平方公里（33.2万平方英里），仅略高于2018年1月创下的历史最低值。

融冰可能会释放甲烷，后者会加剧全球变暖

去年11月，北极的气温本应在零下25摄氏度，但实际记录在案的温度却是零上1.2摄氏度。北极变暖的速度是世界其他地区的两倍（部分原因是太阳反射率降低）。

“我们看到，永冻层融化速度大大加快，”美国国家海洋和大气管理局北极研究项目（Arctic Research Program，NOAA）的项目经理、北极环境研究同行评议年刊《北极报告》的编辑奥斯本证实。她说，气温不断上升的直接后果是永久冻土融化，“结果地面坍塌……情况变化非常快，而且是以连研究人员都没预料到的方式。”

2017年的《北极报告》的标题毫不留情——《北极没有表现出回归稳定冻结状态的迹象》。挪威斯瓦尔巴大学教育学院教授兼副院长克里斯蒂安森与人合著的一篇论文研究了20米（即65英尺，深度足以不受短期季节变化的影响）深处的永久冻土温度，发现自2000年以来那里的温度上升了0.7摄氏度。同时也是国际永久冻土协会主席的克里斯蒂安森告诉我，“永冻层内部的温度正在以相对较快的速度上升……那么，之前处于永久冻结状态的东西自然可能会被释放出来。”2016年，斯瓦尔巴群岛的秋季气温在整个11月都保持在零度以上，“这是自我们1898年开始记录以来的第一次，”克里斯蒂安森说。“然后是大量降雨——这里的降水通常是雪……泥石流冲毁了几百米道路……我们不得不疏散部分民众。”

北美永冻层的快速变化同样令人担忧。“在属于阿拉斯加的部分北极地区，你会从空中看到一片犹如蜂窝状奶酪的土地和湖泊，它们都是因为地面塌陷而形成的，”实地考察工作已从西伯利亚转移至阿拉斯加的纳塔利说。“过去靠近地表的水现在成了水塘。”很多水塘都在汩汩地释放甲烷，因为微生物突然发现自己在尽情享受由古代有机物组成的盛宴，同时释放副产品甲烷。“我们经常步行穿过这些湖泊，因为水很浅，在有些地方就像在热水浴缸里一样，到处都是气泡。”纳塔利说。

但曾经的冻土释放出来的不仅仅是甲烷和二氧化碳。2016年夏天，一批驯鹿游牧民开始患上一种神秘的病。有关“西伯利亚瘟疫”的谣言开始流传。这种疾病最后一次出现在该地区是在1941年。在一个小男孩和2500头驯鹿死亡后，这种疾病被确认为炭疽热。病源是一具解冻的驯鹿尸体，这头驯鹿死于75年前的一场炭疽热疫情。2018年的《北极报告》推测，“像西班牙流感、天花或黑死病这样的已经被消灭的疾病可能被封冻在永久冻土中。”2014年，法国的一项研究提取了一种被封存在永冻层中长达3万年的病毒，并在实验室对其重新加热。尽管已经过了3万年，但该病毒仍迅速复活。

2016年融水渗入“世界末日种子库”一事更是为这幅末日图景增添了新的内容。“世界末日种子库”位于挪威境内的北极地区，建在永冻层下面，保管着数以百万计的作物种子，以防止作物绝种。全球永久冻土地面网络的成员之一瑞典核废料管理公司大概也要靠永冻层永久冻结核废料。

融化的永久冻土正在改变阿拉斯加的地貌

位于挪威的世界末日种子库建在永冻层下面，保管着数以百万计的作物种子，以防止作物灭绝

永久冻土融化后，可能会涌现一些保存已久的人类考古学遗址，但它们消失的速度也很快。格陵兰岛一处保存了大约4000年的冰冻古爱斯基摩人遗址正面临着被冲垮的危险。据估计，永冻层中保存着18万处考古遗址，这只是其中之一。在这些遗址中，往往能找到保存完好的软组织和衣物，但一旦暴露在空气中，它们就会迅速腐烂。忧思科学家联盟的马卡姆说：“人类造成的气候变化发展迅速，在这种情况下，很多遗址和其中保存的物品会在被发现之前就消失了。”

然而，人类留下的更现代（和不需要）的碎屑却不会腐烂：海洋微塑料。由于全球洋流的循环，大量塑料垃圾最终到达北极，在那里被冻结在海冰或永久冻土中。最近对海洋微粒进行的一项研究表明，北极盆地的浓度高于全球其他所有海洋盆地。从2004年～2015年，格陵兰海的微塑料浓度翻了一番。“科学家发现，这些微塑料正在整个海洋积聚，最终涌入北极，”奥斯本解释说。“我们（以前）没意识到这个问题。科学家们现在试图弄清楚这些微塑料的成分、什么鱼以这些微塑料为食……以及我们本质上是否在通过食用这些鱼而吃进微塑料。”

因为永久冻土融化，汞也进入了食物链。北极是地球上汞最多的地方。美国地质调查局估计，极地冰川和永久冻土中总共存储着165.6万吨汞：约是全球其他所有陆地、海洋和大气中汞含量的两倍。纳塔利解释说：“在有机物含量高的地方，汞通常与有机物结合在一起……有机体的身体不会将其去除，所以它会在食物链中进行生物积累。永冻层几乎就是那场完美的暴风雨——永冻层中有大量汞，它们被释放进湿地系统，湿地环境正适合有机体吸收汞，然后（它们）就进入了食物链。这对野生动植物、人类和商业捕鱼业来说都是一个问题。”

北极融化有积极的影响吗？一个更加绿色的北极会开始看到更多的树木和植被扎根，吸收更多的碳，并为动物提供新的栖息地吗？奥斯本同意“北极正在变绿”的说法。但她补充说，实际上对动物种群进行的研究表明，“温度升高还会加剧病毒和疾病的传播，因此我们看到，由于气候变暖，更多北美驯鹿和驯鹿变得更加体弱多病……温度升高，在这种环境下根本不适合茁壮成长。”纳塔利还说，很多地区正在经历“冻土层褐化”，升温导致地表水蒸发到大气中，造成植物死亡。另一些地区因为地面塌陷而突发洪灾。“这不是发生在50年或100年后的事，就是现在。”纳塔利说。“你会听到人们说‘我们过去常在那里摘蓝莓’，而当你看过去时，发现那是一片湿地。”

纳塔利不想沮丧地结束谈话。“我们能做的事情很多。”她说。北极的命运并非已成定局：国际社会采取的行动将对究竟会有多少碳被释放出来、永久冻土会融化多少产生重要影响。我们必须让尽可能多的永久冻土保持冻结状态。我们确实在一定程度上控制了这种情况。排放不能“照旧”。北极要靠它，而我们要靠北极。

蒂姆·斯梅德利是一位关注可持续发展的作家，常驻英国。他的第一本著作是《净化空气：空气污染的开始与结束》。■