如果忘記關(guān)冰箱門(mén)會(huì)發(fā)生什么？相信不少人都有過(guò)這種體驗(yàn)：冰箱里會(huì)冒出陣陣“霧氣”，凍結(jié)的冰漸漸融化成水肆意流淌，凍品變軟，食物不再新鮮，甚至散發(fā)出難聞的氣味……近日，發(fā)表于《自然氣候變化》的一項(xiàng)研究揭示，氣候變暖影響了北極多年凍土區(qū)的環(huán)境。而凍土，通常被學(xué)者們形容為地球的“天然冰箱”。

潛藏地表下，我國(guó)凍土面積約220萬(wàn)平方公里

提到氣候變暖，我們經(jīng)常會(huì)想到冰川融化、海平面上升帶來(lái)的影響，其實(shí)在地表下，多年凍土的融化，也隱藏著全球變暖所帶來(lái)的危機(jī)。

“雖然你看不見(jiàn)，但是它就潛藏于地表之下。”中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院助理研究員吳吉春介紹說(shuō)，凍土中冰凍著土壤、巖石、水，以及各種有機(jī)生物。在氣候變暖影響下，埋藏在地下的多年凍土層開(kāi)始解凍，地球“天然冰箱”的門(mén)已悄悄敞開(kāi)，這可能給生態(tài)環(huán)境、水循環(huán)和氣候系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

多年凍土主要分布在北半球，但赤道附近的乞力馬扎羅山、南美的安第斯山和南極地區(qū)也有。我國(guó)的多年凍土區(qū)面積大約為220萬(wàn)平方公里，主要分布在大興安嶺、小興安嶺，以及松嫩平原北部及西部的高山和青藏高原，而青藏高原是全球中低緯度地區(qū)多年凍土分布最為廣泛的地區(qū)，其多年凍土的存在和變化，對(duì)區(qū)域乃至全球的水文、生態(tài)和氣候系統(tǒng)都具有顯著影響。

退化明顯，活動(dòng)層最大增厚速度為每年3.9厘米

氣候是影響多年凍土形成和變化的最主要因素。談及多年凍土的融化，吳吉春稱，北極地區(qū)海冰和積雪面積的縮小早已被廣泛關(guān)注，而多年凍土范圍退縮和地下冰消融卻很少被提及，因?yàn)樗耐嘶荒芡ㄟ^(guò)直觀的方式來(lái)觀察。

《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書(shū)（2022）》指出，當(dāng)前，全球變暖趨勢(shì)仍在持續(xù)，青藏高原多年凍土發(fā)生了顯著退化，表現(xiàn)為地溫升高、活動(dòng)層厚度增大、多年凍土層厚度變薄。

南京信息工程大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授趙林團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)顯示，自2002年以來(lái)，青藏高原10米至20米深度的凍土層，地溫以每10年0.02℃至0.78℃的速度升高，觀測(cè)到的活動(dòng)層最大增厚速度為每年3.9厘米。

“自1962年以來(lái)，青藏高原凍土表現(xiàn)為凍結(jié)持續(xù)天數(shù)縮短、最大凍土深度減小等現(xiàn)象，盡管過(guò)去幾十年來(lái)，多年凍土面積的縮小還不太明顯，但如果未來(lái)百年，氣候變化的年增溫速率為0.02℃，青藏高原多年凍土的面積一定會(huì)呈現(xiàn)萎縮趨勢(shì)，那將對(duì)青藏高原的生態(tài)系統(tǒng)、水文過(guò)程乃至氣候產(chǎn)生極大影響。”趙林不無(wú)憂慮地說(shuō)。

含碳量占地下碳庫(kù)50%，融化會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體

在西伯利亞和青藏高原，人們不斷發(fā)現(xiàn)，由于凍土解凍而導(dǎo)致的地面沉陷，最終形成了一個(gè)個(gè)天坑或熱融湖塘。不僅如此，解凍的凍土里面還釋放出大量的甲烷氣體。

衛(wèi)星影像顯示，我國(guó)東北小興安嶺多年凍土區(qū)，每年春季都會(huì)發(fā)生小規(guī)模、大面積野火。多年凍土中的甲烷水合物解凍為甲烷氣體，排放后的甲烷與土壤、地表植物凋落物及水蒸氣等摩擦，將加速大氣對(duì)流，并在地表產(chǎn)生靜電和大氣放電現(xiàn)象，進(jìn)而增加野火發(fā)生和蔓延風(fēng)險(xiǎn)。

“多年凍土退化會(huì)改變水文循環(huán)過(guò)程。”中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員張東啟解釋，多年凍土區(qū)地下冰儲(chǔ)量巨大，融化后參與現(xiàn)代水循環(huán)過(guò)程，不僅會(huì)引起植被變化，也會(huì)改變地表徑流過(guò)程。“我國(guó)青藏高原是許多重要亞洲大河的發(fā)源地，很多水分也是直接源于多年凍土區(qū)，因此多年凍土的退化會(huì)影響到其作為‘亞洲水塔’的水源補(bǔ)給作用。”張東啟說(shuō)。

青藏高原凍土消融會(huì)導(dǎo)致高原湖泊面積增大。“2011年，可可西里卓乃湖潰堤就是一個(gè)最典型的例子。”趙林介紹說(shuō)，當(dāng)時(shí)，青藏高原持續(xù)處于增溫狀態(tài)，導(dǎo)致多年凍土退化、活動(dòng)層增厚、透水性變強(qiáng)，加之持續(xù)不斷的降雨，卓乃湖潰堤，洪水一路東流“奔騰”至鹽湖，使其水位大幅上漲，擴(kuò)大后的鹽湖湖岸距離青藏公路不足8公里，給青藏線帶來(lái)很大威脅。

另外，凍土是陸地生態(tài)系統(tǒng)中極易受到外界變化影響的碳庫(kù)，隨著多年凍土的融化，被凍結(jié)的土壤有機(jī)碳庫(kù)也會(huì)融化。土壤微生物活性的增強(qiáng)可能加速有機(jī)碳的分解，導(dǎo)致大量溫室氣體進(jìn)入大氣，從而可能對(duì)全球氣候變暖產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔?。最新研究估?jì)，凍土土壤的含碳量約占全球地下有機(jī)碳庫(kù)的50%，因此其對(duì)于維持全球碳平衡具有至關(guān)重要的作用。

“多年凍土的消融并非一天兩天的事，它對(duì)氣候和區(qū)域水循環(huán)等的影響需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。”趙林表說(shuō)，如果家里的冰箱門(mén)打開(kāi)，你會(huì)及時(shí)把它關(guān)上，防止食物進(jìn)一步腐敗；而地球的“天然冰箱”門(mén)打開(kāi)，該如何把它關(guān)上阻止災(zāi)難的發(fā)生？這是值得持續(xù)探索的問(wèn)題。