2019年11月,美国海洋与大气管理局(NOAA)发布北极报告。相当于日本这个发达国家的碳排放量,随着全球变暖的加剧,这个数字可能会成倍增长!
北半球永久冻土中储存的有机碳约有1.46~1.6万亿吨。如果全部放开,后果不堪设想,但我们也不必等到全部放开,因为冻土层的融化已经让北半球如背如灯了!
永久冻土,到底有多大?
关于永冻层的作用还有一个小故事:科学家们很想找出1918年西班牙流感的病毒,但是无论是在欧洲还是美洲,埋葬的尸体都腐烂了,病毒都被消灭了!就在全世界的科学家都心灰意冷之际,瑞典医生约翰·哈尔丁在因纽特人的小村庄布雷维格发现了1918年死于西班牙流感的村民(BrevigMission)。5000万条生命的病毒!
永久冻土层是温度等于或低于0°C且至少连续冻结两年的岩石和土壤层。一般分布在南北纬48度以上的地区,其厚度随纬度的增加而增加,如冬季多年冻土厚达440米,阿拉斯加726米,加拿大和北极群岛1493米。
北极冻土有机碳库
冻土带的上层在夏季会融化,成为活跃的冻土层,而下层即使在夏季仍然处于冻结状态,因为热量无法传递到下层短时间内分层。土,地球上的多年冻土面积占全球面积的20%以上,主要分布在北半球,占北半球的25%。
西伯利亚永冻土融化,俄罗斯无能为力地球上数百万年来,植物在阳光作用下吸收的碳被锁在冻土中。例如,冰河时代的植物在秋天枯死,被埋在冻土中,形成肥沃的黑土。储存在冻土中的碳存在于大气中。其中2倍以上,还有有毒的重金属堆积和各种史前微生物。
当然,它的另一个作用是作为俄罗斯整个西伯利亚地区交通的支撑基础和油气运输的便捷通道。铁路桩基在冻土带上,油气管道也在冻土上,这些地方迟早会受到全球变暖的影响!
永久冻土突然融化,俄罗斯猝不及防
将热量从大气传递到永久冻土需要很长时间,尽管北极变暖的速度比地球上其他任何地方都快。光是过去十年,温度就升高了1℃,但传送到冻土深处可能还需要几十年!
但根据《自然地球科学》的一项新研究,随着极地温度的升高,一些地方的永久冻土会突然融化,这个过程有点戏剧化但令人担忧:
它将与大约20%的碎冰混合在一起。当冰融化时,它会变成水并渗入永久冻土的裂缝中。留下的孔洞结构会松动永久冻土层的结构,很快就会再次渗入。融化的水会填满裂缝,而高于0摄氏度的水会不断融化下方的永冻层,形成水塘,然后向四周侵蚀,变成苔原上的湖泊!
加拿大哈德逊湾永久冻土解冻湖60次,而在阿拉斯加,有1000多个大大小小的湖泊,加拿大的育空地区、西北地区和努伍特地区,以及当然是广袤的俄罗斯西伯利亚地区,那些从空中辨识度非常高的苔原湖泊,每年都在大幅增加!
北极永久冻土正在融化
因此永久冻土带消失的速度比科学家预想的要快,并且会引发一系列严重的问题。多年冻土带下的解冻将失去支撑,造成山体滑坡和塌方。俄罗斯有个巨型蝌蚪状塌陷区,大到国际空间站都能看到!
当然,另一个更严重的问题是,俄罗斯在西伯利亚苔原上的铁轨、石油和天然气管道都在永久冻土上。这个问题就看俄罗斯怎么处理了。例如,45%的油气田也将受到永冻土融化的威胁,东西伯利亚至太平洋的1590公里输油管道、亚马-涅涅茨地区1260公里的天然气管道系统可能会受到威胁。有相当大的风险!
如果置之不理,俄罗斯赖以生存的石油和天然气将无法运出西伯利亚,更严重的是可能会发生严重泄漏。或许大家对2020年的俄罗斯北极柴油泄漏事件还心有余悸,但如果输油管道爆裂,后果会严重得多!
而根据芬兰、挪威、俄罗斯和美国的科学家进行的一项研究,到2050年,超过1,200个定居点、36000座建筑物、13,000公里的道路和100个机场可能成为高风险环境,影响约100万人。
青藏高原冻土融化,青藏铁路呢?青藏高原多年冻土面积达150万平方公里,其中高山区冻土厚度最大,达200~400米,昆仑山与唐古拉山之间的丘陵地带厚达60~130米。河谷最小,在0到60m之间!
青藏铁路全长1142公里,海拔4000米以上路段965公里,其中多年冻土路段550公里。.中科院青藏高原研究所消息:长期遥感和地面监测显示,近30年来,青藏高原多年冻土面积从150万平方公里为126万平方公里,下降16%。
一个令人担忧的事实是冻土正在融化,那么青藏铁路呢?冻土上550公里铁路要报废?与俄罗斯、加拿大和阿拉斯加早期的建筑不同,青藏铁路在苔原上专门针对修建铁路、桥梁和隧道进行了技术突破!
这样的技术保证了冻土带最长的铁路正常运营时间,但全球变暖的趋势不可阻挡,未来仍将面临严峻考验。
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