一般認為,北極凍土地帶會逐漸融化。但由於近些年氣候變化,導致凍土驟然融化,景觀自行崩塌。
此前,人們最擔心的是,隨著地球變暖,永久凍土開始解凍,微生物消耗有機物,釋放二氧化碳和甲烷到大氣中,導致更多的變暖,更多的融化,甚至更多的碳排放。
但這裡有一些你可能從來沒有聽說過,甚至連聯合國政府間氣候變化專門委員會都沒有真正考慮過的事情。這就是永凍層一解凍就會土地就會被破壞。當能夠把土壤粘在一起的冰消失後,山坡崩塌,巨大的天坑露出來。在數年或數月的時間裡,永久凍土的突然融化以米為單位。這使周圍的環境受到衝擊,可能釋放出更多的碳來加速解凍。
2020年2月3日在《自然地球科學》雜誌上,研究人員發表觀點說,如果不考慮突然解凍因素,我們低估了50%的永久凍土解凍的影響。研究的主要作者、圭爾夫大學和科羅拉多大學博爾德分校的梅里特·圖雷茨基說:“一小塊凍土突然融化釋放出的碳量,便足以加速氣候變暖,並使永凍層的碳釋放量增加一倍。”
不到20%的永久凍土易受這種快速解凍的影響。一些永久凍土只是凍結的岩石或沙子。但是有些永凍土含有大量的水。圖雷茨基說:“永久凍土往往是湖泊沉積物,這種土壤材料可以容納大量的水,像是海綿。解凍後,我們會看到真正的快速變化。”
那是因為冷凍水比液態水佔用更多的空間。當永久凍土融化時,它會損失大量的體積,無論表面上是什麼,都會從底部往下滑。所以人們可以在陸地上找到這些坑,有時有幾米深。它們就像是在陸地上形成的深坑。”
圖雷茨基說,這個過程是非常迅速,有時當她回到自己監控的地點檢查溫度和甲烷感測器時,她會發現它們已經不見了。“當你回來的時候,那裡變成一個湖,水有三米深。你可能就沒必要再監測了。”她說。
冰變成液態水時,樹木便會被洪水淹沒並死亡。便會有更多的光照到土壤,進一步加速解凍,可能會發生災難性的塌陷。
此外,北極森林最近發生了前所未有的火災。該論文的合著者、阿爾伯塔大學的大衛·奧列費爾特說:“北極森林的大面積燃燒越來越頻繁,也加速了永凍層的融化。沒有這些樹木的遮蔭,土壤變得更加溫暖。”
溫暖的土壤表層向飢餓的微生物敞開,這些微生物消耗養分並釋放二氧化碳。北亞利桑那大學生物地球化學家、植物生態學家克里斯蒂娜·謝德爾(Christina Schaedel)與這篇新論文的作者合作,但他沒有參與這項工作。她說:“在夏天,最表層的永凍層會融化,然後裂縫就會形成。在秋天,它又重新凍結,形成一個迴圈,在這個迴圈中,土壤層混合到基岩上,將碳集中在底部。Schaedel說:“隨著永凍土的突然融化,深層土將暴露在更高的溫度下,永久凍土的深層可能含有非常高量的碳。”
如果土地已經解凍,然後坍塌並被水淹沒,新的樹木就不能生長,大量的碳釋放出來,人類將需要幾個世紀或幾千年的時間來再次隔離所有的碳。
顯而易見的是,北極地區的生態系統確實處於劇變之中。人類減排的速度越快,受到的影響就越小。