西伯利亞大解凍

約書亞·雅法

| 會呼吸的永久凍土 |

飛越俄羅斯東北部雅庫特，我看到北方森林的深青陰影與草地的柔軟淺淡融為一體。飛機轟鳴向上，爬上落葉松、常青樹與泥漿色湖沼構成的地平線。布滿灰塵的舷窗使我眼前的景象不甚分明，但我知道我下方的土地在呼吸，抑或說，在呼氣。

300萬年前，巨大冰川從兩極沖出，西伯利亞氣溫就此驟降到零下62攝氏度，地下大片土壤凍結。地球在冰川期和間冰期之間循環(huán)，土壤也隨之凍結又解凍了數(shù)十次。最后一次冰河期結束后，氣溫上升，仍舊保持凍結狀態(tài)的土壤被稱為“永久凍土”，目前占北半球陸地面積的1/4。俄羅斯是全世界凍土面積最大的國家，其2/3的領土位于永久凍土區(qū)。

雅庫特的永久凍土層近1500米深。自工業(yè)革命以來，該地年均溫上升了二攝氏度以上，是全球平均水平的兩倍。隨著氣溫升高，土壤也會回溫。此外，砍伐和山火進一步削減了植被保護性表層，并使地下溫度升高。

數(shù)千年以來，凍土吞噬了從樹木到猛犸象的各種有機質(zhì)。隨著凍土融化，其中的微生物逐漸蘇醒并開始以這些解凍后的有機物為食。微生物在消化的過程中不斷釋放二氧化碳和甲烷。科學模型表明，永久凍土層的碳含量高達1.5萬億噸，是目前大氣層碳含量的兩倍。

永久凍土研究專家特羅菲·馬克西莫夫坐在我身邊。他每月都會乘機測量雅庫特上空大氣層中溫室氣體的濃度。他將永久凍土的融化過程描述為一種“反饋循環(huán)”：溫室氣體的釋放導致溫度升高，永久凍土因此進一步融化，排放出更多的溫室氣體?！斑@是一個自然的過程，”他說，“與純粹的人為活動不同。不像工廠廢氣和汽車尾氣排放，它一旦開始，我們就無法真正阻止?！蔽迥昵?，馬克西莫夫第一次測量溫室氣體時，發(fā)現(xiàn)雅庫特上空二氧化碳的濃度正以高達歷史平均水平兩倍的速度增長。甲烷在大氣中存在的時間比二氧化碳短，但其吸收熱量的效率是二氧化碳的25倍多。馬克西莫夫的研究數(shù)據(jù)顯示，甲烷的釋放速度也在變快。

| 被改變的地貌 |

為了了解永久凍土如何改變地貌，32歲的研究員尼古拉·巴沙寧驅車帶我前往他的故鄉(xiāng)烏孫科尤。他家和雅庫特許多當?shù)厝艘粯樱趦鐾翆油诹说亟褍Υ嫒?、果醬和湖冰?！拔覀兛績鐾辽?，卻從未真正完全了解它?！卑蜕硨幦绱私忉屗芯績鐾恋某踔?。為了趕上勒拿河的第一班渡輪，我們一大早就出發(fā)了。由于永久凍土對土壤結構造成的影響，該地至今都無法建造橋梁。

勒拿河右岸山谷中富含一種被稱為“雅多瑪”的高含冰量永久凍土。這類凍土存在極大隱患。首先，水是一種極好的熱導體，能夠大量吸收大氣中的熱量，導致地下凍土層變暖融化。雅多瑪凍土解凍時會產(chǎn)生大量液態(tài)水，這種現(xiàn)象被稱為“熱喀斯特”。

此外，雅多瑪凍土也是一個富含碳的陷阱，一旦解凍，它所釋放的溫室氣體將是其他沙質(zhì)永久凍土的十倍。雅多瑪凍土最初在美國阿拉斯加和加拿大部分地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，但在西伯利亞東北部分布最為廣泛。在雅庫特，雅多瑪凍土至少占據(jù)了當?shù)?/10的面積。

我們開車經(jīng)過一大片正在融化的雅多瑪凍土帶。巴沙寧帶我參觀了其中一個如同巨大火山口的干涸熱喀斯特湖。理論上講，這種湖大概需要5000年的時間才能形成。但是，巴沙寧告訴我，研究者在阿拉斯加的小型熱喀斯特湖底，發(fā)現(xiàn)了150年樹齡的白樺樹碎片。這表明過去耗費數(shù)千年的融化過程，如今只需要一個多世紀就可以完成?！坝玫刭|(zhì)術語來描述，這不過是一毫秒的事。”他說。

前往烏孫科尤的路上，我可以看到不少橢圓形土丘，這是雅多瑪凍土融化的結果。巴沙寧說，這種情況開始于20年前，當時附近的一片白樺林因蟲患大面積枯死，凍土層因此更容易受陽光照射和大氣溫度影響而融化。“起初，人們很開心，因為潮濕肥厚的土壤容易生長漿果?！卑蜕硨幓貞浀馈Ｈ欢?，隨著凍土層融化面積變大，道路開始變得崎嶇、難以通行，許多房屋因地面塌陷而不得不棄用。

巴沙寧的叔叔接待了我們。他們的房子雖然沒有坍塌的風險，但房屋周圍的土地已經(jīng)坑坑洼洼、布滿凹痕。叔叔說，夏天他會鏟土來保證土地平整，“我們已經(jīng)習慣了。”回程中，巴沙寧感慨道，“人們不知道這個故事的結局如何。盡管他們已經(jīng)努力適應，但凍土融化還是會破壞他們的生活?！?/p>

| 積雪下暗流涌動 |

三天后我乘飛機前往切爾斯基，這是科雷馬河畔的一座小鎮(zhèn)，靠近東西伯利亞入?？诘娜侵蕖Ｗ叱鰴C場，我看到一輛路虎汽車停在塵土飛揚的公路邊。一個頭戴黑色貝雷帽的“銀胡子”在駕駛座招呼我進車，我立刻認出那是知名永久凍土“預言家”謝爾蓋·齊莫夫。66歲的齊莫夫曾在符拉迪沃斯托克學習地球物理學，后來同妻子加林娜搬到了切爾斯基，不久后兒子尼基塔出生。位于城郊的東北科學站便是齊莫夫主管的研究中心。

即便在如此偏僻的地方，齊莫夫針對永久凍土的研究依舊讓他在科學界大放光彩。上世紀90年代初，他是最早意識到凍土危機的學者之一：永久凍土含有大量碳，其中大部分以甲烷的形式從熱喀斯特湖中釋放，秋冬季排放量占比極高。此前，科學家從氣候角度看待凍土融化問題時并不重視這段寒冷期。

齊莫夫帶我實地觀察切爾斯基當?shù)氐暮?。在水邊，他問道：“你看到氣泡了嗎？”一旦我有意識地去找尋他所說的氣泡，就不可能錯過。湖好比一口巨大的鍋，鍋內(nèi)的水正在緩慢無聲息地接近沸點，到處都是充滿了甲烷的氣泡。

齊莫夫向我解釋，即便在寒冷的冬天，湖面以下溫度仍在冰點以上。未凍結的水給微生物提供了繼續(xù)消化有機物的適宜環(huán)境。水同時具有強大的侵蝕作用，河岸緩慢地坍塌，不斷將新鮮的永久凍土塊卷入湖中。正如阿拉斯加大學費爾班克斯分校的教授沃爾特·安東尼所言：“一旦永久凍土融化到形成洼地的時候，融化進程就會不斷加快并橫向擴張，我們根本無法阻止。”

另一個同樣棘手的麻煩是積雪。“雪就像一條溫暖的絨毯，可以阻止冬天的寒冷完全滲入土壤。”齊莫夫說。上世紀80年代以來，切爾斯基年降雪量增加了20多厘米，積雪的保暖效應隨之提高了兩層。因此，過去零下七攝氏度時保持原狀的永久凍土，現(xiàn)如今已經(jīng)在解凍的邊緣。

| 復活的生物 |

2021年夏初，我來到喀拉海的亞馬爾半島。這里是游牧民族涅涅茨人的家園。他們牧養(yǎng)馴鹿群在島上遷徙，尋找季節(jié)性草場。在涅涅茨語中，“亞馬爾”意為“世界邊緣”。

我乘坐客運渡輪沿鄂畢河而上，最后在一個涅涅茨家庭的帳篷里過夜。第二天，我繼續(xù)乘船抵達位于上游的行政中心亞爾薩爾。在那里，我結識了牧民維塔利·拉普坦德。2016年7月，熱浪襲擊了亞馬爾，氣溫高達37攝氏度。拉普坦德當時正在半島中部的亞羅托湖附近放牧。“我從未遇上過這么熱的天。”他說。高溫持續(xù)的某天早上，拉普坦德目睹了一幅可怕的景象：50頭馴鹿死在苔原上。沒有電源和信號，拉普坦德手握衛(wèi)星電話，最后長途跋涉了十小時才找到另一個涅涅茨人的營地尋求幫助。當他再歷經(jīng)千難萬險回去照看鹿群時，已經(jīng)有200多頭馴鹿死去?！拔也恢涝撛趺崔k了。情況很糟糕，我很害怕?！彼f。

一架載著專業(yè)醫(yī)務人員和獸醫(yī)的直升機抵達現(xiàn)場，他們從馴鹿尸體上采集樣本，并送往莫斯科和西伯利亞的實驗室進行分析。兩天后，工作人員告知拉普坦德，他的馴鹿可能感染了炭疽病。幾天后，俄羅斯陸軍放射、化學和生物防御部隊的專家抵達亞馬爾，尋找馴鹿尸體并就地焚燒消毒。兩周后，高效的防疫措施使炭疽病疫情得到控制，但那時半島已經(jīng)失去了2500多頭馴鹿。拉普坦德的鹿群數(shù)量驟降至半。人類也感染上了炭疽病，有數(shù)十人住院治療，一個12歲男孩因病夭折。

這是1941年以來亞馬爾首次暴發(fā)的炭疽病疫情。在此之前幾乎所有人，無論是科學家還是當?shù)啬撩瘢枷嘈胚@種由細菌傳播的傳染病早已被根除。過去十年采集的20萬份土壤樣本里也沒有顯示炭疽孢子的存在。平常夏季，亞馬爾永久凍土會融化至0.5米左右的深度，但2016年的異常高溫使得凍土層融化到了0.9米的深度。針對此次疫情，一個俄羅斯專家小組在報告中表示，“炭疽病之所以出現(xiàn)，是因為異常高溫導致凍土融化深度超過了正常水平，土壤內(nèi)炭疽孢子因此被激活。”

除了炭疽孢子，永久凍土的解凍也將生物學領域幾千年來的謎團帶到了人們的視野中。永久凍土層發(fā)掘出的猛犸象遺骸由于數(shù)千年的自然冷藏而保存得十分完好。在雅庫茨克市，我有幸參觀了當?shù)氐拿歪锵蟛┪镳^，里面羅列了各種骨骼標本。猛犸象出現(xiàn)在15萬年前，活動范圍從伊比利亞半島直到白令海峽。猛犸象的滅絕原因至今仍存在極大爭議。一派學者認為，猛犸象是首批人為原因導致滅絕的生物之一，但不久前，一個國際科學家團隊得出了猛犸象滅絕的主因，并將結果發(fā)表了在《自然》雜志上。通過分析古代環(huán)境基因，他們可以確定，氣候迅速變暖導致冰川融化、苔原淹沒，這徹底切斷了猛犸象的食物來源。作者在文章中寫道：“研究結果表明，當苔原植被最終消亡時，猛犸象也隨之滅絕?！?/p>

雅庫特擁有世界上最完整的猛犸象標本。這些遺骸幫助我們獲取了許多關于更新世的知識。1971年發(fā)掘的猛犸象遺骸胃腸道保存完好，科學家甚至能夠分析出它最后的晚餐食譜。博物館負責人謝爾蓋·費爾多夫告訴我，2013年研究人員在雅庫特北部海岸的利亞霍夫斯基島上，發(fā)現(xiàn)了一具冷凍的猛犸象尸體，在解剖時，它的組織甚至還在流血。在場的一位英國古生物學家形容那具標本“好像一塊多汁的牛排”。

| 彌補自然的嘗試 |

2021年5月，俄羅斯環(huán)境部長提議建立全國性監(jiān)測系統(tǒng)來觀測永久凍土的變化。同年6月，俄羅斯總統(tǒng)普京在談到永久凍土時說：“我們在北極圈的永久凍土層上建設城鎮(zhèn)。如果解凍，俄羅斯會面臨什么樣的結果？我們當然為此憂心?！?/p>

人們嘗試用科技手段來解決凍土融化對建筑物、工業(yè)設施和居住區(qū)造成的破壞。在雅庫茨克，許多公寓樓的地基周圍安裝了滿是冷卻劑的金屬管。冬天，冷卻劑會流入地下并凝結，以保證土壤凍結。在亞馬爾–涅涅茨自治區(qū)的首府薩列哈爾德，人們在某些建筑物的地基中埋入了溫度傳感器。如果凍土面臨融化的風險，科學家可以收到傳感器發(fā)出的警報，以便及時開展建筑物修復工作。當?shù)貎鐾羻栴}相關負責人表示，“只要掌握了永久凍土的內(nèi)部變化規(guī)律，一切都可以維持正常運作?！?/p>

不過，我們又該如何處理凍土內(nèi)儲量巨大的碳呢？我們尚不能有效監(jiān)控無人居住的數(shù)百萬平方公里苔原，更不要說對它們進行降溫處理了?！凹夹g修復是不可能的?！笨屏_拉多大學北極和高山研究所所長梅里特·圖爾斯基說，“我們目前已知的保持凍土凍結狀態(tài)的有效方法就是，減少人類的碳排放，但這根本不現(xiàn)實?！?/p>

齊莫夫有自己的主張。他在北極進行實地考察期間，發(fā)現(xiàn)當?shù)乇４嬷罅抗派镞z骸。在更新世時期，北極被草原覆蓋，形成了永久凍土的天然緩沖帶。在這片已經(jīng)消失的稀樹草原上，大量哺乳動物曾經(jīng)依靠草地生存，又通過食物鏈循環(huán)延續(xù)了草原的存在。齊莫夫希望重建這種生態(tài)系統(tǒng)，“我們必須讓自然恢復秩序，接著它就會改善氣候?！?/p>

他的理論基于雪的保溫效應。短時間內(nèi)迅速降低氣溫的可能性很小，但在冬季減少積雪將會促使更多冷空氣進入土壤，從而保持凍土的凍結狀態(tài)?！澳憧梢耘?億工人扛著鐵鍬穿過西伯利亞完成這一指標，或者利用野馬、麝牛、綿羊和馴鹿做同樣的工作?！饼R莫夫認為，這些動物會破壞灌木、翻動土壤，從而使草原再次復蘇。

1998年，齊莫夫將第一批馬群帶到了他的“更新世公園”。這是一片距離研究站一小時航程的土地。公園一點點擴張，如今已是150多只動物的家園了。除了馬，公園里還有野牛、綿羊、牦牛和駱駝。為了確保它們能高效地開疆拓土，齊莫夫的兒子尼基塔開著家中的“坦克”——一輛全地形履帶式運輸車，作為先鋒隊在這片土地上飛馳，撞倒了大片樹木和灌木叢。

兩年前，齊莫夫父子與漢堡大學的研究人員一起完成了對公園的研究。結果表明，這些動物的出現(xiàn)使得積雪密度降低了近一半，永久凍土層的平均溫度也下降了二攝氏度左右。他們推測，大規(guī)模引入食草動物可以避免37%左右的永久凍土層融化。

永久凍土已經(jīng)存在了很長一段時間，但它不可能真正永久地遠離融化的危險。這道理對人類也是一樣，無論是解凍還是保持凍結，永久凍土的存在和這個星球上絕大多數(shù)事物一樣，并不如我們所相信的，可以成為永恒。尼基塔說：“永久凍土早晚都會融化，關鍵在于我們?nèi)绾螒獙?。?/p>

[編譯自美國《紐約客》]

編輯：要媛