前言

永冻土是指陆地表面连续冰冻至少两年的区域,它们存在于高纬度和高海拔的严寒地区,那里的雪甚至在夏天都不会融化。永久冻土包含岩石,土壤,沙子,在某些情况下还包含成袋的纯净冰层,还存储曾经在北极繁盛的“生命遗骸”,包括死去的植物,动物和微生物, 如今这个“地球病毒库”可能正在被打开。

随着全球变暖的加剧,地球两极的冰正在融化。世界上已经有部分地区受到影响,例如,加拿大北部道路和桥梁的结构性破坏,美国阿拉斯加管道的坍塌。

事实上,冰山融化并非唯一的原因。在融冰的背后是永冻土融化的问题,这其实是造成这些麻烦的主要原因,并且未来可能还会造成更大的麻烦。

01

“地球病毒库”正被打开

根据科学报告指出,永久冻土包含岩石,土壤,沙子,在某些情况下还包含成袋的纯净冰层,它存储的碳平均是大气中碳的两倍,其次就是它还存储曾经在北极繁盛的“生命遗骸”,包括死去的植物,动物和微生物。从来没有完全分解过,已经在“地球的冰箱中”锁定了数千年,如今这个“地球病毒库”可能正在被打开。

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根据2019年英国自然科研旗下《科学报告》杂志指出,气候变化导致北极海冰减少,可能会让感染海洋哺乳动物的病原菌在北大西洋和北太平洋之间更频繁地传播。

从而让生物之间发生本质上的“转变”,让本来不同的种群接触,从而增加对新病原菌的暴露或者传播,而这里提出了一种病毒,名叫“海豹瘟病毒(PDV)”,它可以在冰海豹、北海狮、北海狗和海獭之中进行传播,并且科学研究人员们已经找到了PDV暴露和感染数据,以及这些动物的活动数据。所以它的问题已经出现了,通过对北太平洋海洋哺乳动物监测,发现这种传播还在不断的飙升。

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02

永久冻土碳反馈循环

永久冻土本身含有大量的有机物,包括自上个冰河时代以来被埋在地下的死去的动植物。寒冰就像一个完美巨大的冷冻室来保存有机物。

然而,最新的研究(来自NASA)发现,由于气温升高,北极永久冻土层的逐渐融化正在向大气中释放大量的温室气体。

这些气体包括甲烷和二氧化碳,是由被困在冰层中数千年的有机物分解而成的。反过来,这些气体会吸收从地球反射回来的热量,增加全球温度,从而导致更多的永久冻土融化。

因此,形成了一个称为永久冻土碳反馈循环的循环,这也是全球变暖的重要原因。

03

永冻土病毒危害已然出现

2016年8月一种古老病菌就在广袤壮阔的西伯利亚冻原上就显露了它的蛛丝马迹。

一位居住在冻原北极圈内亚马尔半岛的12岁男孩因感染炭疽而死亡,同时至少有20位当地人也因此住院治疗。

纯净的北极怎么会突然出现易被食草兽感染的炭疽杆菌呢?而且这种病菌与现代炭疽杆菌在形貌上有着不小的差异。

这起事件得到当时科学家们的重点研究,经过排查疫情探明真相,原因令人十分惊讶。

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一头因感染炭疽死于1941年的驯鹿尸体本来深埋在永久冻土层之下,所有人都认为尸体会被永久冰封。

但随着全球变暖气候下夏日热浪的出现,永久冻土原来并不像字面意思所说的“持续永久”,它开始融化。

这就使得驯鹿尸体暴露,炭疽杆菌重见天日,并复活释放到附近的水和土壤中。

病菌传染式地侵入附近放牧驯鹿,造成2000多只驯鹿死亡。疫情爆发的亚马尔半岛大概拥有30万只驯鹿,当时的俄罗斯政府甚至准备捕杀半岛上六分之五的驯鹿以确保疫情控制。

随着食物链的流向,位于食物链顶端的人也难以幸免,近百人因此就医治疗。

北极地区的冻土层分为两层,约50厘米的上层冻融土每年夏季融化、冬季冻结,再往下的永冻层则常年处于冻结状态,100米以内的部分年平均低温达到-5至-3℃。

大多数情况下永冻层中的水分子含量会超过地表物料的潜在水饱和量,因此通常是冰与土的冻融形态。

但随着气温回暖或者受到强压,冻土内的冰会融化成水而改变其固体的状态,并且更深的永久冻土正逐渐显露出来。

土葬是古代处理尸体最方便和常用的方式了。

而动物死后的尸体要么是遗弃荒野,一般来说动物体内的病毒细菌会随着它们寄主的身体死亡而凋亡,但冻土这种条件可谓是某些病菌的“保鲜库”。

炭疽杆菌等一类病菌在生长发育后期会形成芽孢,其表面具有一层异常坚硬孢子。

在这层孢子的保护下病菌就可以在低温、无氧、黑暗、没有水分的永久冻土中安心冬眠长达几个世纪了。

早就有研究指出,在浅层永冻层中的炭疽芽孢活性可以保持105年,而随着埋藏深度的增加细菌还能休眠更长的时间。

炭疽菌落及菌体

在20世纪初期,全世界有一百多万只驯鹿死于炭疽病。

当时它们的尸体大部分就被埋葬在地表,主要分散在俄罗斯北部的区域。

近年来受全球变暖影响最大的北极圈气温急速上升,其上升速度要比全球其他地区快三倍。

冬眠状态中的病菌在温暖的“呼唤”中觉醒,再依据其传染特征很快找到新的寄主,实现“复活”。

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然而,这并不是古老病菌首次复活的孤例。

在20世纪90年代,俄罗斯新西伯利亚病毒学和生物技术的科学家意外在几具石器时代的人类遗体中,检查出了他们曾感染的天花和黑死病病毒的DNA片段。

虽然没有发现病毒本身,但病原体有可能在环境适宜生存的条件下通过感染性媒介传播。

早在2005年美国宇航局(NASA)的科学家就实现让冻存3.2万年的肉芽孢杆菌复活。

那还是猛犸象在地球上生存的时代,而猛犸象就没有那么幸运能够复活了。

它们复活的原理和炭疽杆菌类似,也是产生了坚硬的孢子才得以存活。

而一旦复活,它们也具有了可怕的传染性

猛犸象

北极的永久冻土中蕴藏着丰富的天然气、贵重金属、石油等珍贵资源,近年来许多国家纷纷打起了这块区域的主意。

要挖矿或开采石油都需要大量地移动永久冻土,而且移动的量至少以百万吨级来计算。

因此除了温度升高引起冻土融化导致的病菌复活外,在北极地区进行的采矿等商业行为也会严重破坏冻土结构,从而使深藏其中的远古病毒再次复苏。

这一举措要是真的落实,其破坏力将远远大于全球升温的影响。

我国青藏高原地区也蕴含丰富的永久冻土资源。

但随着近50年来人为开发利用等人类活动的干扰,青藏高原的冻土环境也受到不小的影响。

开挖地表、任意取土样品等工程活动扰乱了原有冻土的水-热-冰的动态平衡机制,加快了土壤温度的变化。

据统计,在1980-1995年间永久冻土小于20米深的浅层地温普遍升高,十几米厚的冻土减薄或者消失了。