在阿拉斯加中部深入永冻层100米的隧道中,科学家发现了4万年前的微生物群落。研究证明,当温度升至12℃模拟北极夏季时,这些古老生命从休眠状态中 “复活”,并在6个月内形成肉眼可见的生物膜。
更令人震惊的是,中法联合科考队从3.2万年前的冻土中成功复活7种未知病毒,其中最古老的病毒仍具感染性。这些发现打破了 “冻土是生命禁区” 的认知,证实了极端环境下微生物的顽强生命力。
北极的变暖速度是地球上其他任何地方的四倍,高纬度地区的夏季持续时间更长,升高的温度可深入到长期冻结的永久冻土中。不过研究也表明,微生物可能需要几个月的时间才能完全苏醒,这意味着长时间高温很久之后,影响才会显现。此外,冻土融化不仅释放生命,更释放出巨量温室气体(甲烷释放),西伯利亚冻土区温度较工业化前升高4.2℃,仅2025年夏季就释放了相当于全球年排放量12%的甲烷。
注意:永久冻土地区大约占据整个北半球陆地表面的25%。一项国际合作研究表明,永久冻结带的碳含量约为1.6万亿吨,该数目大约是全世界土壤中碳总量的三分之一,是大气中碳含量的两倍。其中,冰封在冻土中的温室气体以甲烷为主,而甲烷分子的暖化效果是二氧化碳分子的25倍!如果全球暖化导致永久冻土快速解冻,地球变热的速度会比现在大部分气候模式预测的还要快,而气候变暖则会进一步加剧永久冻土解冻,从而陷入恶性循环。
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)警告,若不采取行动,北极可能在2030年前失去夏季海冰,冻土释放的碳将使全球升温额外增加0.1—0.3℃。而根据之前的预测,在人类大规模减排的情况下,北极要到21世纪50年代才会在夏季时没有海冰——通常来说,北极冰在冬季积聚,然后在夏季融化,通常在9月达到最低水平,然后这一循环随着天气变化再次开始。
在西伯利亚,永久冻土层的融化正在使线虫重见天日。这些线虫是生活在土壤中的微型蠕虫,从更新世以来就一直深藏于冻土层深处。尽管过去了数万年时间,但还是有两种线虫被成功复活。不过,这些线虫并不是第一批从冰冻状态下醒来的生物体。此前,另一群科学家已经在3万年前的西伯利亚永久冻土层中复活了一种巨型病毒。
对于这些古老线虫如何在漫长的冰冻岁月中存活下来,科学家还需要进一步的研究;了解它们的适应能力或许能为许多科学领域提供借鉴,比如“低温医学、低温生物学和天体生物学(比如人体在冷冻状态下的复活)。不过,这些生物在温暖环境下的复活,最危险的是这些微生物可能释放出危险的病原体,将会引发下一次大流行。比如,在2016年,炭疽疫情“重返”俄罗斯北西伯利亚地区。当地将这场疫情归因于异常炎热的天气,称热浪致使那里的永久冻土融化,而原先埋藏在地下、曾受感染的驯鹿尸体是这轮疫情的病源。
注意:受气候变暖有关的影响,北极地区的冻土层快速融化,到处都是冰水形成的湖泊,以前“封印”在冻土层中的大量甲烷从湖水中冒着泡涌出。南极、北极与青藏高原一起并称“地球三极”,南北极被气候变暖折腾了一番之后,青藏高原似乎也难以独善其身。作为低纬高海拔地区的冰雪覆盖集中区域,青藏高原的冰雪消融殆尽。此外,科学家在青藏高原冰核样本中也发现古老病毒存在证据,其中不少是新病毒。研究表明,全球变暖导致世界各地冰川缩小,并可能释放被冰封了数万乃至数十万年的微生物和病毒。
永久冻土正在解冻,加剧了全球气候变暖,使得北极圈的生态遭到了诸多冲击。首当其冲的就是海冰的消失,1985年经历过多年冰冻的“多年冰”占北极海冰的16%,如今,多年冰的比例只有1%,其他基本就是较容易融化的薄冰。这给当地的野生动物造成了很大影响,比如北极熊,捕食猎物要站在浮冰上,随着浮冰变薄,越来越多的北极熊就被困在陆地上,不能追捕海豹、海象等猎物,迫使它们前往陆地寻找食物。
除了北极的野生动物,生活在高纬度地区的居民也提前体会到了危机——一些建在永久冻土层上的城镇建筑物,受永久冻土层融化的影响,开始发生墙壁隆起、楼梯弯曲等变形。永久冻土层融化甚至还威胁到了“末日种子库”(斯瓦尔巴特全球种子库),如冻土融化使雪水涌入种子库——坐落在挪威斯瓦尔巴群岛,距北极点1000多千米的山体中,储存着全球上百万份农作物种子。其创建是为了地球因受陨石撞击、核战气候变化等全球灾难发生时,充当后备力量,避免导致物种灭绝。