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永久冻土:一颗滴答作响的井川舞衣碳定时炸弹

地球 2023-07-03 20:24:17

作者:约翰内斯·莱德尔 在瑞典的最北部,斯托尔达伦泥沼下的永久冻土有几千年的历史了

斯道达伦泥潭被溅满白雪的群山所掩盖,是一片平坦的沼泽高原,布满了泥泞的水坑

新鲜空气中飘来一股臭鸡蛋的味道

在瑞典最北部的北极地区,距离小镇阿比斯科以东约10公里(6英里),全球变暖的速度是世界其他地方的三倍

在泥炭地上,覆盖着点缀着蓝色和橙色浆果和小白花的一簇簇草和灌木,隐现着一个类似月球着陆器的豆荚,暗示着这个遥远地方的科学意义

研究人员正在研究下面被称为永久冻土的冰冻的——现在正在变形的——地球

当基思·拉森在实验间走动时,木板路有目的地排成网格,穿过泥炭地,进入下面的水坑和池塘,并出现微小的气泡

它发出的独特气味来自硫化氢,有时被称为沼泽气体

但是科学家们担心的是另一种气体随之上升:甲烷

长期锁在永久冻土中的碳储存现在正在渗出

在二氧化碳(CO2)和甲烷之间,永久冻土含有大约17,000亿吨有机碳,几乎是大气中已经存在的碳量的两倍

随着北极周围平均气温的上升,永久冻土开始融化

与数百年来的二氧化碳相比,甲烷在大气中停留的时间只有12年,但在100年的时间里,甲烷作为温室气体的效力要高25倍

科学家警告说,融化永久冻土是一颗碳“定时炸弹”

恶性循环 位于阿比斯科科学研究站的乌梅亚大学气候影响研究中心项目协调员拉森说,在20世纪70年代,“当研究人员第一次出现并调查这些栖息地时,这些池塘并不存在。”

拉森补充说:“硫化氢的气味,与正在释放的甲烷有关——他们不会闻到我们今天闻到的程度,”他通过将一根金属棒推进地下来测量所谓的活性层有多深

永久冻土——被定义为至少连续两年全年保持冰冻的土壤——位于北半球大约四分之一的土地之下

34岁的托马斯·库穆宁(Tomas Kuhmunen)是土著萨米人社区的一员,他是一名驯鹿牧民,就像他的家族的几代人一样,他可以追溯记录

在阿比斯科,泥潭下面的永久冻土可以厚达几十米,可以追溯到几千年前

在西伯利亚的部分地区,它可以下降超过一公里,并有几十万年的历史

随着北极周围平均气温的上升,永久冻土开始融化

当它这样做时,土壤中的细菌开始分解储存在其中的生物量

这一过程释放出温室气体二氧化碳和甲烷,进一步加剧了恶性循环中的气候变化

在几分钟车程外的小得多的Storflaket泥潭里,研究员玛加丽塔·约翰逊从2008年开始通过测量活跃层追踪融化的永久冻土,活跃层是土壤在夏天融化的部分

“在1978年开始测量的这个活跃层中,我们看到它变得在7到13厘米(2

隆德大学自然地理和生态系统科学系的约翰逊说

她补充说:“这个让植物冷冻了几千年的冰箱储存了碳,然后随着活性层变厚,碳可以被释放出来。”

不断变化的天气模式影响了驯鹿的食物供应

处于临界点? 联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的海洋和冰冻圈专家警告说,如果二氧化碳排放不减少,到2100年,永久冻土可能会明显解冻

北极的年平均气温上升了3

1摄氏度(37

北极监测和评估计划在5月份表示,从1971年到2019年,整个地球的温度为1摄氏度

那么永久冻土会达到临界点吗?也就是说,一个温度阈值超过了这个阈值,生态系统就会进入一个新的状态,并有可能扰乱全球系统

例如,人们担心亚马逊热带森林会变成大草原,或者格陵兰岛和西南极洲的冰盖会完全融化

专门研究永久冻土碳循环的斯德哥尔摩大学的Gustaf Hugelius告诉法新社:“如果所有冻结的碳都被释放出来,那么大气中的碳浓度几乎会增加两倍。”

现代迫使放牧的驯鹿通过公路、铁轨、风力发电厂和矿山

今天,他们也必须适应气候变暖

“但这永远不会发生,”他很快补充道

他说,永久冻土的融化不会一蹴而就,也不会在一次巨大的喷发中释放所有的碳

相反,它会在几十年,甚至几百年后渗出

永久冻土的最大问题是,即使人类排放量减少,融化和伴随的碳释放仍将继续

“我们刚刚开始激活一个系统,这个系统将会反应很长一段时间,”休吉勒斯说

地上的裂缝 在阿比斯科,一个有着传统红砖和木制建筑的湖边小镇,被认为是观看北极光的热门地点,如果你知道去哪里看,永久冻土融化的迹象就在那里

地面上的泪水已经裂开,在风景如画的小镇周围可以看到滑塌的土壤

因为地面开始移动,一排排电线杆倾斜了

不合时宜的高温导致冰雪融化,当寒冷再次袭来时,冰雪再次冻结,形成更厚的冰层,阻止驯鹿在雪中向下挖掘

在阿拉斯加,近85%的土地下都有永久冻土,融化的永久冻土导致道路弯曲

随着地面移动,西伯利亚的城市建筑开始开裂

在世界上最大的建在永久冻土上的城市雅库茨克,一些建筑已经不得不被拆除

俄罗斯环境部在2019年的一份报告中称,永久冻土的恶化影响了水、污水和油管,以及埋藏的化学、生物和放射性物质

去年,西伯利亚城市诺里尔斯克附近的一个燃料箱支撑物突然沉入地下,导致燃料箱破裂,21000吨柴油泄漏到附近的河流中

诺里尔斯克镍业公司将此归咎于永久冻土融化削弱了工厂的基础

根据IPCC的一份报告草案,到本世纪中叶,整个北极地区的永久冻土融化可能会影响大约三分之二的基础设施。法新社在6月份看到了这份报告,比联合国2月份发布的报告提前了

61岁的冰川研究者尼尼斯·罗斯克维斯特亲眼目睹了气候变暖对凯彭凯塞地块南冰川峰的影响

报道称,超过1200个定居点、36000栋建筑和400万人将受到影响

它还会导致景观的其他戏剧性变化,比如将水收集起来形成新的池塘或湖泊,或者开辟一条新的排水路径,使该地区完全干涸

威胁巴黎目标 科学家警告说,从永久冻土中逸出的地球变暖气体威胁到来之不易的巴黎气候目标

签署2015年条约的国家誓言将全球气温上升限制在2摄氏度以下

5C(如果可能的话)——与工业化前的水平相比

有三分之二的机会保持在1以下

5C上限,人类排放的二氧化碳不能超过4000亿吨,IPCC最近得出结论

按照目前的排放速度,我们的“碳预算”将在十年内耗尽

自20世纪70年代以来,山顶冰川已经缩小了20多米(66英尺)

但今年发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究警告说,碳预算并没有“完全解释”北极地区自然来源的温室气体快速排放的“王牌”

Hugelius说,目前许多气候模型没有考虑永久冻土,因为很难预测永久冻土融化的净影响

他补充说,随着某些植物在更高的温度下茁壮成长,“北极绿化”抵消了一些地区的排放

然而,IPCC月份的最新报告确实提出了永冻层融化的问题,并指出“进一步的变暖将放大永冻层的融化”,他说

拉森强调,现在采取的行动仍然会对解冻的速度产生很大影响

他说,即使“我们实际上无法控制永久冻土的融化速度”,这并不意味着“我们不应该关闭化石燃料,改变我们在这个星球上的生活方式”

他悲伤地补充道,北极变暖导致的一些变化已经不可逆转

对许多研究人员来说,北极的一个重要教训是,有些系统不受人类控制

传统正在消失 “在这一带,我们已经放牧驯鹿至少1000年了,”土著萨米社区成员托马斯·库穆宁说

他戴着一顶传统的蓝色、红色和黄色的尖顶圆顶礼帽,站在洛沙瓦拉山顶俯瞰基律纳,基律纳是瑞典最北部的城镇,在一个铁矿周围长大

34岁的库穆宁在萨米议会工作,但也是一名驯鹿牧民,这种做法一直延续到17世纪,他可以追溯自己的家族记录

与他祖先的时代不同,现代迫使放牧的驯鹿通过公路、铁轨、风力发电厂和矿山

今天,他们也必须适应气候变暖

传统上,驯鹿在一年中的部分时间里自由漫步,秋天寒冷的天气迅速冻结了地面,而地面在冬天的降雪中保持冻结

研究人员基思·拉尔森跟踪了永久冻土的融化,这让科学家们感到担忧,因为长期锁在永久冻土中的碳储存现在正在渗出

“这为驯鹿挖掘地衣创造了一个很好的场地,”库穆宁说,并解释说它们可以透过一米厚的雪闻到地衣的味道

但是不断变化的天气模式影响了食物的供应

不合时宜的高温导致冰雪融化,当寒冷再次袭来时,冰雪再次冻结,形成更厚的冰层,阻止驯鹿在雪中向下挖掘

动物们挣扎着寻找足够的食物,迫使库穆宁将兽群分散到更大的区域寻找食物

这意味着他不得不多走几十公里,用雪车而不是滑雪板来监视他们

“在很多情况下,我们在森林中放牧我们的祖先‘C计划’类型的牧场,”留着胡子的牧民说

据瑞典萨米人议会称,约有2,500人依靠驯鹿为生

恶性循环:随着永久冻土融化,土壤中的细菌开始分解储存在其中的生物量,这个过程释放出温室气体

牧民面临的变化引起了联合国气候变化专门委员会气候科学咨询小组的关注

在西伯利亚,“游牧驯鹿放牧和冰冻圈捕鱼的生计很容易受到永久冻土融化的影响,永久冻土融化会改变北部的景观和湖泊以及雨雪天气

“它的报告草稿说

“这些人正在通过关键决策适应当地情况,以改变游牧路线、牧场用途和季节性土地使用

" 必要时,库穆宁会在槽里放上小球,让驯鹿吃

他坚持认为,“这是让驯鹿生存的一种方式,但这是不可取的”,而且“在经济上不可持续”

据瑞典北部乌梅亚大学的研究人员称,这反映了瑞典、挪威和芬兰的一种趋势

但是牧民们并不认为这是一个“长期的解决方案”:直接喂养驯鹿对他们的健康和行为有害——他们去年指出,驯鹿变得“过于肥胖”,威胁到传统的生活方式

永久冻土的最大问题是,即使人类排放量减少,融化和伴随的碳释放仍将继续

收缩 在70公里外引人注目的凯彭凯塞山脉的南峰上,年复一年,尼尼斯·罗斯克维斯特亲眼目睹了气候变暖的影响

这位61岁的冰川研究者像山羊一样敏捷,他熟练地爬上万里无云的蓝天,在刚下的雪中放置一根天线来测量海拔高度

在她得到答案之前,她知道这座冰川——北极圈以北150公里——比她上次去的时候还小

自20世纪70年代以来,山顶冰川已经缩小了20多米(66英尺)

全球定位系统显示她2094岁

8米以上

直到两年前,它还是瑞典的最高峰

“在过去的30年里,它比以前融化得更多,在过去的10年里,融化得更多,”斯德哥尔摩大学地理教授罗斯克维斯特说,并补充说,夏季尤其异常温暖,热浪反复出现

根据标准和悲观的全球变暖情景,目前永久冻土的范围和2100年的估计

瑞典北部小镇阿比斯科周围出现了冻土融化的迹象,如地面撕裂和土壤塌陷

在西伯利亚城市,随着地面移动,建筑已经开始开裂

科学家警告说,从永久冻土中逸出的全球变暖气体威胁到来之不易的巴黎气候目标

斯德哥尔摩大学专门研究永冻层碳循环的古斯塔夫·休吉留斯说,目前许多气候模型没有考虑永冻层,因为很难预测永冻层融化的净效应

“我们可以看到它的效果,因为它就像:‘哇(冰川)它们很薄,它们融化了这么多’

" 罗斯克维斯特认为,瑞典的大部分冰川很可能已经灭绝

在这里,损失不会有太大的影响,因为已经有足够的雨水和融雪淡水

但这是给世界的一个强烈信号

在南美洲和喜马拉雅山周围,人们依靠冰川每年的融水来饮水和灌溉

在格陵兰岛,冰盖容纳的水量足以将全球海平面升高7米

对许多研究人员来说,北极的一个重要教训是,其中一些系统不受人类控制

但是,拉森说,通过减少人为排放来改变我们在这个星球上的生活方式,“将是适应气候变暖过程的开始,这种气候将持续很长一段时间。”

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