北極永久凍土層急速解凍，地球氣候劇變或提前到來

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冰面下的甲烷氣泡。它們是由湖泊底部永久凍土層的急速解凍產生的。Katey Walter Anthony / 阿拉斯加費爾班克斯大學

8月15日，一篇發表在《自然通訊》雜誌上的文章認為，北極地區湖泊底部永久凍土層的解凍，可能會釋放出大量溫室氣體，打破當前氣候模型中的平衡，最終導致氣候劇變的提前到來。

這些北極地區的湖泊之所以能夠出現，原因就是土壤溫度的上升。土壤溫度上升導致上方冰層融化，冰面塌陷，進而形成湖泊。而湖泊面積的擴張，反過來，又會加速湖泊底部永久凍土層的解凍。永久凍土層解凍會為微生物提供適宜的生存環境，微生物的繁衍，又會產生大量如二氧化碳和甲烷這樣的溫室氣體。

研究人員用去12年時間，在阿拉斯加和西伯利亞考察了幾百個這樣的永久凍土層湖泊，對它們的發展和湧出地面的甲烷氣體量進行了監測。在將兩年間獲得的現場數據和湖泊變化的遙感數據綜合起來後他們發現，在本世紀中，發生在這些湖泊底部的永久凍土層「急速解凍」，已經將大量原本蓄積在土壤中的碳元素釋放到了大氣中。到2050年代，因永久凍土層「急速解凍」而產生的溫室氣體，可能會達到地球表面自然釋放量的一倍。

研究人員發現，永久凍土層湖泊底部的溫室氣體產生速度極快，且是一種已經持續了幾十年的「深度解凍」。在正常情況下，永久凍土層只會在較長的時間周期內發生季節性的淺表解凍，產生出來的多餘碳元素，也會被增加的植被吸收消耗掉。

而永久凍土層湖泊的情況完全不一樣。這些湖泊一旦形成，其所在地區的凍土層解凍速度極快。在正常情況下，永久凍土層的解凍深度最多不會超過幾厘米，而在一些近年才出現的湖泊底部，解凍深度竟然可達15米。

在當前的地球氣候模型中，永久凍土層湖泊尚未被考慮在內，因為它們面積小且極為分散。然而，該研究結果卻表明，它們是碳元素釋放的熱點。它們對全球氣候變化的推動作用可能是非常明顯的，因為它們會產生甲烷，而甲烷的蓄熱能力是二氧化碳的30倍。

但甲烷在當前氣候模型中所起的作用只佔20%。如果將永久凍土層湖泊產生的甲烷作用考慮在內，其所佔的比例將上升至70%至80%，幾乎相當於導致氣候變暖的第二大人為原因——土地的利用。

和緩慢且可逆的淺表解凍不一樣，地球永久凍土層湖泊底部的急速解凍是不可逆的。研究人員表示，這些湖泊一旦開始釋放溫室氣體，便無法加以阻止。如果情況繼續惡化，人類將逃無可逃。

參閱：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/unexpected-future-boost-of-methane-possible-from-arctic-permafrost

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