摧枯拉朽的北极胜境:从《Nature》着眼,剖析永冻层的前世与今生

时间:2019-07-14 来源:www.bond37.com

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科学前沿观察世界

顾名思义,永久冻土层应永久冻结。然而,北极变暖正在融化地球表面下的冰冻层,释放出大量的温室气体,如二氧化碳和甲烷,这对地球环境产生了深远的影响。根据《Nature》最近发表的一项研究,北极正在变暖,融化甚至淹没用于测量北极变暖的仪器。 (下图显示了纽芬兰的北极地区)。

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纽芬兰

永久冻土是指在地表以下连续冻结两年或更长时间的土壤层,含有少量岩石和有机物质。它们的厚度范围从1到1000米,通常位于阿拉斯加,格陵兰和西伯利亚的北极地区。

当永久冻土融化时,冻结在其中的有机物,例如死亡的植物,动物和微生物,会暴露并逐渐腐烂,释放出二氧化碳或甲烷。目前的预测表明,如果气候继续以目前的速度升温,到2299年,永久冻土将随着全球变暖而融化并释放高达2000亿吨的碳。 (下图显示了由于永久冻土融化导致俄罗斯东部Batagaika陨石坑下沉)

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Batagaika火山口

发表在《Nature》上的研究指出,永久冻土融化造成的碳排放被严重低估。大约20%的永久冻土层特别容易受到温度突然升高的影响,并可能导致山体滑坡和侵蚀的多米诺骨牌效应,足以破坏大树并转移河流和湖泊。更糟糕的是,大多数地质构造不稳定的地区也是永久冻土中碳含量最高的地区。

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永久冻土融化

除了永久冻土缓慢融化释放的2000亿吨碳外,到2300年,全球变暖可能导致从低海拔湖泊,湿地和高原丘陵的永久冻土层中释放出6000至1000亿吨碳。然而,由于研究的复杂性,这种估计相对粗糙。

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该研究的作者Benjamin Abbot博士指出,最终的影响将取决于地下冻结的冰量和地面的坡度。如果地下永久冻土含有大块冰块,会导致土壤和岩石裂缝,导致地表坍塌。类似地,当局部形状倾斜时,冻土的表层将随着永久冻土的融化而滑坡。

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示意性

为了更多地了解全球变暖,永久冻土和碳排放之间的关系,有必要进一步扩展测量技术并开发监测点以收集更多有价值的数据,以建立整体模型并改进研究报告。在这方面,其他没有参与该研究的科学家指出,该研究充分填补了该领域的研究空白,全球变暖正在改变北极的表层结构,对该地区居民造成严重危害,恶性肿瘤通过碳排放在全球范围内造成损害。

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空气污染

永久冻土融化的后果甚至令研究人员感到惊讶。美国阿拉斯加的一个天文台发现,一年前被茂密的树木覆盖的土地似乎在一夜之间变成了一个湖泊,清澈的河水被陡峭的沉积物浑浊,造成山体滑坡。它摧毁了天文台的许多仪器和设备。

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美国阿拉斯加风景

研究人员指出,截至目前,许多观测站已被冻土崩塌和洪水破坏。北极的融化速度远远超过想象。一些仪器和设备在短短几天内被洪水或洪水吞没。研究人员甚至没有时间进入现场进行救援。然而,研究人员认为,这些并不是最大的困难,但更重要的是,有些人失去了家园,基础设施,文化资源,并获得了生计来源的食物。

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科学家认为,永久冻土的融化将影响生活在北极和世界沿海地区的人口,特别是在北极地区。生活在该地区的人口将面临更多的风暴威胁,以及海冰融化造成的侵蚀和洪水。洪水与冻土融化之间的相互作用大大增加了地面坍塌。可以肯定的是,如果我们仍然不采取任何措施来防止温室气体过剩,世界将直接或间接地受到永久冻土融化的影响。

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性质

尽管由于永久冻土的融化导致碳排放的时间和规模存在很大的不确定性,但毫无疑问,如果化石燃料继续以目前的速度消耗,它将促进永久冻土层释放出更多的碳,人类的经济,社会和文化发展产生了严重影响。我们唯一的希望是减少碳排放并努力将全球平均温度上升控制在1.5°C,以便将大量碳固定在数百万平方公里的永久冻土中。

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作者/朱章航宇

Nature,USGS,Yuri Kozyrev,NOOR,eyevine

参考文献:Turetsky,Merritt R.Benjamin W. Abbott,Miriam C. Jones,Katey Walter Anthony,David Olefeldt,Edward AG Schuur,Charles Koven等。多年冻土崩塌加速了碳的释放。 (2019): 32。