图源：KATIE ORLINSKY, NAT GEO IMAGE COLLECTION

　　撰文：CRAIG WELCH

　　阿拉斯加中部塔纳纳河（Tanana River）河畔的黑云杉森林里，科学家Miriam Jones和Merritt Turetsky观察到树木逐年倾斜、倒伏在泥泞的地上。长此以往，下方的土地开始变得松软。曾经覆盖着厚厚冰层的坚硬土壤开始升温，下沉，积满了雨水和冰雪融水。

　　几十年前，科学家就已经知道，随着温度上升，北半球高纬度地区的永久冻土解冻后会释放出温室气体，而温室气体反过来又会促进全球气候变化。

　　不过，Turetsky、Jones及一组专家通过研究阿拉斯加倒伏的森林等现象，于本周证实了另一个结论：小片包含冰脉（veins of ice）的冻土升温后所释放的气体，比原先预计的多得多。

　　这种“突然解冻（abrupt thaw）”的过程，可能会影响5%的北极冻土。不过，根据Turetsky团队本周发表在《自然地球科学》期刊上的研究论文，保守估计，即使这么少北极冻土突然解冻，也足以使冻土对全球变暖的影响加倍。

　　Turetsky说：“变化虽小，却是一记重拳。”他现任美国科罗拉多大学北极与高山研究所的所长。

　　这两位科学家称，不必对突然解冻感到恐慌。永久冻土的排放量，仍然比我们燃烧煤炭、石油、天然气所产生的排放量少。美国国家大气研究中心高级科学家David Lawrence称，截至目前，人们都曾预计解冻的永久冻土会使人类引发的气候变化恶化约10%。

　　不过，新研究将这一数字翻倍，之所以意义重大，是因为联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）并未完全将永久冻土纳入考虑范畴，而是更关注阻止燃烧化石燃料。

　　换言之，如果我们想将全球升温幅度控制在1.5-2摄氏度，我们转换成可再生能源的速度就应该更快一些。

　　储碳“冰箱”正在融化

　　早在Turetsky的研究成果尚未发表之前，2019年9月的《国家地理》杂志就曾报道过她和几位合著者的多年潜心研究。

　　当时的报道显示，长久以来，科学家就知道永久冻土所蕴含的碳多数是远古动植物遗骸腐败后产生的，其总量两倍于大气中的碳含量。永久冻土不会全部或大部分解冻，而是会在几十年里逐渐解冻，缓慢释放出大部分二氧化碳。而随着气温升高，北极植被增加，冻土释放出来的一部分二氧化碳甚至还会被植被所吸收。

　　北极2300多万平方千米的永久冻土中，只有一小部分被坚冰覆盖。当这片土地解冻，坚冰融化，将会使地貌发生急剧变化。土地会因冰融化成水而下陷，造成地面的草皮断片，并形成水塘甚至湖泊。这些水分又会使解冻加速。

　　地面变暖，还会让深锁在地下几千年而又富含碳的泥炭地暴露在外，引发滑坡，翻起老土。在北极许多地区，这类变化发生的速度比以往预计的更快。从1984年至2013年，加拿大北部的一座岛上的土地塌陷数量已经增长了60倍。

　　这种情况之所以严峻，就在于：一旦坚冰融化，许多地貌会在一夜之间、几天、几周或几个月之内发生变化。当地貌变化时，这些土地中蕴含的碳会以甲烷的形式大量释放，而甲烷的温室效应起码是二氧化碳的25倍。

　　一些科学家甚至能亲眼看到这种现象。阿拉斯加大学的Katey Walter Anthony经常会在北极的冬夜里外出，在结冰的水塘里戳洞。通过用火焰来试，她就能辨别出是否有甲烷逸出。

　　多年来，Jones和Turetsky这两位北极湿地专家每年春天都会搭乘雪地车到阿拉斯加腹地取样永久冻土。几年前有一次，Jones和美国地质调查局一起前往调研。当她看向她用设备在地上挖出的洞时，她发现洞里有气泡。那块土地已经很温暖，微生物已经在古老的植物残余上繁衍，并通过潮湿的土壤释放出甲烷。她说：“看上去就像是在沸腾。”

　　量化永久冻土

　　永久冻土的变化，以多种方式促使着温室气体排放。Turetsky本周发表的论文，首次尝试对所有方式都进行量化，并确定该影响具体有多大。

　　该论文合著者Lawrence称：“我们参与此事的多数人都原以为影响小得多。结果却很令人惊讶。”

　　Lawrence称，问题在于，永久冻土会让我们更难以实现排放目标。

　　许多模拟碳排放对全球温度变化的计算机模型，才刚刚开始模拟永久冻土解冻。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2014年发布的主要评估报告中，压根没有考虑永久冻土排放的情况。2018年，该委员会的特别报告称，若要把全球气温升高值控制在1.5摄氏度，全球的化石燃料排放需要在2030年前削减45%，并在2050年前实现零排放。这份特别报告使用了一个简化模型来估测永久冻土的逐渐解冻，根本未考虑突然解冻的情况。

　　科学家认为必须有所改变。Turetsky说，“我们现在就需要制定政策目标”，加速转向更清洁的能源。如果政府都不考虑永久冻土的反馈，“我们的预测的真实性又有多少呢？”

　　但是，研究人员如何解决这一问题，还不十分明确。北极地貌广阔，监测不足，还有其他一些因素（比如北极野火的增加）也会促使加速解冻。

　　美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家Charles Koven，现任IPCC下一份评估报告的首席作者，负责撰写关于碳循环的一个章节。他也是Turetsky所发表论文的合著者。

　　他说：“我们已经注意到这些结论，并会将其纳入考虑。”

　　Turetsky称，换个奇特的角度来看，富含水冰的永久冻土解冻时奇特的地貌变化，可以看作是一个礼物。

　　她说：“北极的变化听起来很可怕，但是，目前未来还处在我们掌控之中，北极已经在给我们以教训。北极正在告诉我们接下来几十年内世界会发生什么。”

　　我们只需要倾听，然后相应地加强应对。