驯鹿

永久冻土的盲盒从冰冷中爬出活着的


前苏联科学家称该国常年结冰的土壤为vechnayamerzlota,字面意思是“永恒的霜冻”,这个词后来被翻译成英语permafrost——也就是我们口中的“永久冻土”。

永久冻土里含有猛犸象、两倍于地球大气的碳,和许多我们未知的微生物。当它开始融化时会发生什么?

不可逆

科学界的普遍共识是:人类无法阻止,更不用说逆转永久冻土融化。

冻土解冻,再次冻结——地球在冰川期和间冰期之间循环了数十次。化就化了,似乎没什么大不了的。

几千年来,冻土吞噬了各种有机物质,从树桩到猛犸象。随着永久冻土融化,土壤中的微生物苏醒并开始以解冻生物质为食。

这个有机过程,怎么说呢?就像你拔掉家里冰箱的插头,把门打开,一天后回来看到里面的肉已经开始腐烂了。

冰箱微不足道,永久冻土融化的情况下,微生物消化会不断释放出二氧化碳和甲烷(俗称温室气体)。

温室气体的释放导致温度升高,进而进一步融化永久冻土。这是一个自然的过程,一旦开始,就无法停止。

永久冻土现在约占北半球陆地面积的四分之一。

一个有趣的数字是,俄罗斯拥有世界上最大的份额:该国三分之二的领土位于永久冻土上(涉及争议领土),所以,俄罗斯对冻土融化这事儿很上心。

俄罗斯人的浪漫和执着

在整个十七和十八世纪,随着俄罗斯帝国向东扩张,发现了一些字面上的冰雪王国——比如,在雅库特地区,永久冻土层可以接近1.5公里深(厚)。

在雅库特首府雅库茨克,早期定居者努力种植庄稼并寻找地下水源。年夏天,当地一家公司决定挖一口井——在接下来的10年里,劳工团队凿了一个90米的竖井,只找到了更多的冻土。

最后,在年,苏联著名的科学家/探险家亚历山大·冯·米登多夫(AlexandervonMiddendorff)应邀从圣彼得堡前往雅库茨克,他调查后彻底叫停了打井计划——竖井下的土壤被冻结到至少米的深度。(今天这口废弃井依然在那,入口位于雅库茨克市中心的一间小木屋内)

这个发现震惊了人类的智力和想象力。一些当年的苏联科学家,以浪漫的情怀把它比作“俄罗斯狮身人面像”——莫名其妙、诱人、有待解开的谜语。

抛开文学的浪漫,苏联的意识形态包含着强烈的“普罗米修斯式”冲动——不屈不挠。

套用马克思的话说:在改造自然中,改变自己。

你瞧,在北美阿拉斯加和加拿大的北极地区,没有任何大城镇;相比之下,大批苏联居民涌入其东北部地区居住,雅库茨克就是世界上两个建在连续永久冻土区的大城市之一。

面对建筑项目——永久冻土带来的工程问题,他们没有投降、放弃。方案从融化整个极北的天方夜谭,到最终落地:解决办法是在冻土里打进水泥桩,抬高建筑物的地基。(细看下图的地基)

北极建筑热潮就此开始,大家都很开心。

西伯利亚大解冻

虽然冻土上那些建筑也安安稳稳的屹立了几十年,但没有人能想象在这段时间内气候会发生如此巨大的变化。

在雅库特,自工业革命以来,气温上升了3摄氏度以上。随着空气变热,土壤也变热。到年,一位地区官员宣布,当地约60%的建筑物已经遭到不同程度的破坏——由于永久冻土融化,支撑的桩不稳了。

涉及民生大计,越来越多的科学家开始研究冻土。今天,冷却剂和温度传感器已经被大量运用,完全可以及时进行工程修复。但是,释放的温室气体就没招了。

放射性碳测年表明,这种气体是从两万到四万年前更新世时期形成的有机物中排放的,这表明永久冻土融化已经达到了很深的、古老的地层。这项研究于年发表在《自然》杂志上的一篇论文中,该论文立即成为确定永久冻土融化对气候变化影响的基础文本。

除了甲烷,还有其他出来的东西。

比如,年7月,热浪袭击了俄罗斯北部的亚马尔半岛,气温达到38℃。当地游牧民族的2,多头驯鹿死在了苔原上——感染了炭疽病。

几乎每个人,从科学家到牧民,都认为细菌传播的疾病很久以前就被根除。在过去十年中采集的20万份土壤样本显示没有炭疽孢子的证据。

最终的调查报告指出,炭疽病的出现是永久冻土层融化了1米之后的结果。

真正的“万”岁

一些更远古的生命真的能从冻土中复生。

年,俄罗斯研究人员从西伯利亚永久冻土冰中复活了3万年前冰河时期的一种植物(Silenestenophylla),它开出的白色花朵,证明了永久冻土可以作为古代生命形式的天然储存库。

年,俄罗斯生物研究所的科学家从雅库特的井里提取了冷冻沉积物放入无菌培养盒中。一个月后,一种被称为轮虫的微小蠕虫状无脊椎动物在里面爬来爬去。年6月,生物学家发表了相关论文:放射性碳测年法显示,这些轮虫是已有2.4万年的历史;而就在上周,科学家们又成功复活了一种被冰冻在永久冻土层中、已有46,年历史的蠕虫物种。

一个简单的细菌在被埋在永久冻土中后复活是一回事,但是这些生物有肠子,大脑,神经细胞,生殖器官。

轮虫在“隐生”状态下存活新陈代谢实际上减慢到零,然后,随着冻土融化这个“时间机器”出现——就像2万4千年前的白雪公主,醒来发现自己处于一个奇怪而意想不到的未来。

至于永久冻土中的病毒,或复活的微生物是否会对人类构成重大威胁,科学家们存在分歧。

今年()的一项计算机模拟显示,仅释放1%的休眠病原体——古老的、不可预测的微生物,就可能对世界各地造成重大环境破坏和宿主生物的广泛损失。

但,人们每天都会吸入数千种病毒,每次在海里游泳时都会吞下数十亿病毒......担心冻土释放的病毒就有点极限拉扯的意思了。

写在最后

无论如何,深深的冻土下,埋藏的可能还有许多未知。同时,随着永久冻土慢慢融化,它们终将出现也是一个不争的事实,这让“永久”这个名字变得有些讽刺。

冻土的存在,就像这个星球上的许多东西一样,远没有我们认为的那么永恒。

作者感谢你的


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