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永凍層，顧名思義，應該是永久冰凍的。然而，北極變暖正在融化地球表面下的冰凍層，釋放出巨量的溫室氣體二氧化碳和甲烷，對地球環境影響深遠。根據近期發表在《Nature》上的一項研究，北極正在以驚人的速度變暖、融化，甚至淹沒了用來測量北極變暖的儀器設備。（下圖為紐芬蘭的北極地區）。

紐芬蘭

永凍層是什麼？

永凍層是指在地表以下連續凍結兩年或兩年以上的土層，其中也包含少許的岩石和有機物。其厚度從1米到1000米不等，通常分佈於阿拉斯加、格陵蘭島和西伯利亞等北極地區。

當永凍層融化時，凍結在其中的有機物，如死去的植物、動物和微生物等，會暴露出來並逐漸腐爛，釋放出二氧化碳或甲烷。目前的預測表明，如果氣候繼續以目前的速度變暖，到2299年，永凍層將隨著全球變暖而消融，並釋放出高達2000億噸的碳。（ 下圖為俄羅斯東部Batagaika火山口因永久凍土融化而下沉）

Batagaika火山口

不僅僅是2000億噸

發表於《Nature》上的研究指出，永凍層融化導致的碳排放量被嚴重低估。約20%的永凍層特別容易受到溫度驟然升高的影響，並可能引發山體滑坡和侵蝕的多米諾骨牌效應，其強度足以摧毀大樹，改道河流、湖泊。更糟糕的是，大多數地質結構不穩定的區域也是永久凍土層裡含碳量最高的部分。

永久凍土融化

除了永凍層緩慢融化釋放出的2000億噸碳，到2300年，全球變暖可能將導致一些低海拔湖泊、溼地及高地丘陵地區的永凍層釋放出600億噸到1000億噸的碳。但由於研究的複雜性，這一估計比較粗略。

該研究的作者Benjamin Abbot博士指出，最終的影響將取決於地面下凍結的冰量以及地面坡度。如果地下永凍層中含有大塊的冰，融化時就會導致土壤、岩石內部產生裂隙，導致地表塌陷。同樣，當地形較傾斜時，凍土表層會隨著地下永久凍土的融化而產生滑坡。

示意圖

為了更加詳細瞭解全球變暖、永久凍土層與碳排放量間的聯繫，需要進一步擴展測量技術、開拓監測站點以收集更多有價值的數據來構建整體模型及改進研究報告。對此，其他未參與到此項研究的科學家指出，該研究很好的填補了該領域的研究空白，全球變暖正在改變北極的地表結構，對生活在該地區的人們造成了嚴重危害，並通過碳排放對全球施加惡性危害。

大氣汙染

永凍層融化造成嚴重影響

永久凍土層融化造成的後果甚至使研究人員也感到驚訝。位於美國阿拉斯加的一處觀測站發現，一年前還被鬱鬱蔥蔥的樹木覆蓋的土地彷彿在一夜之間變成了湖泊，原本清澈的河流被揚起的沉積物弄得渾濁不堪，引發的山體滑坡更是摧毀了觀測站的許多儀器設備。

美國阿拉斯加景觀

研究人員指出，截至目前已經有多處觀測站受到凍土塌陷和洪水的破壞。北極的融化速度遠超想象，有的儀器設備甚至在短短几天時間內就被洪水或地陷吞噬，研究人員甚至來不及進入現場搶救。不過，研究人員認為這些還不是最大的困難，更重要的是導致一些人失去了家園、基礎設施、文化資源，以及獲得維持生計的食物來源。

科學家認為，永久凍土層融化將使居住在北極地區的人口以及全世界沿海地區受到衝擊，其中北極地區的沿海尤為嚴重。居住此地的人口將面臨更多的風暴威脅及海冰融化造成的侵蝕和洪水。洪水和凍土融化的相互作用更大大加劇了地面塌陷。可以肯定的是，如果我們仍舊不對超額的溫室氣體採取任何措施，全球都將會受到永凍層融化的直接或間接影響。

Nature

減緩碳排放刻不容緩

儘管因永久凍土層融化造成的碳排放存在時間和規模上的高度不確定性，但毫無疑問，如果繼續以目前的速度消耗化石燃料，將促進永凍層釋放出更多的碳，對人類的經濟、社會和文化發展造成嚴重影響。減少碳排放，力爭將全球平均溫度上升幅度控制在1.5℃，使大量碳固定在數百萬平方公里的永久凍土裡，是我們目前唯一的希望。

​作者/朱張航宇

圖片來源：Nature、USGS、Yuri Kozyrev、NOOR、eyevine

參考文獻：Turetsky, Merritt R., Benjamin W. Abbott, Miriam C. Jones, Katey Walter Anthony, David Olefeldt, Edward AG Schuur, Charles Koven et al. Permafrost collapse is accelerating carbon release. (2019): 32.