从太空和无人驾驶飞机,科学家们正在观察北极变得越来越绿。听起来这是大好消息,然后这对地球上的所有人来说,都是是很糟糕的消息。

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现在北极变暖的速度是地球上其他地方的两倍,而且是以一种对人类来说非常要命的方式。快速融化的永久冻土层正在出现大洞,被称为泥炭物质正在干涸,并在前所未有的野火中燃烧。闪电——一种更适合佛罗里达这样的地方的现象——现在正在北极100英里范围内发生。

注:泥炭是古代沼泽植物的残体,不能完全分解堆积而成, 含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质。是煤化程度最低的煤(为煤最原始的状态),乃有机物质。

一直以来,研究人员都希望能量化北极的植物物种是如何应对一个越来越暖的世界的。一个由生态学家、生物学家、地理学家、气候学家等几十位科学家组成的团队,利用卫星数据、无人驾驶飞机和实地考察发现,灌木、草和莎草等植被正在变得更加丰富。这种现象被称为“北极变绿”,随之而来的是一系列奇怪而惊人的连锁反应,对北极景观和全球气候都有影响。

尽管北极以冰雪著称,但它并不是一个毫无生机的地方。不像南极洲,那里没有树木,也没有很多不用显微镜就能看到的动物,北极却充满了生命,尤其是植物。这里的草和灌木生长得很好,它们能在完全没有阳光的冬天生存下来,因为植被覆盖在一层雪中,它们大多在地下扎根。当解冻来临时,这些植物可能有一个月的时间来安排它们生存和繁殖所需的一切事情:制造种子,吸收营养,收集阳光。

但随着过去几十年全球变暖,卫星一直在以不同精度观察北极变绿。一颗卫星可以给你一个足球场大小的分辨率,另一颗卫星可以给你一个中央公园大小的分辨率。如今,高档现代相机的分辨率可能是10×10米。但即使如此,生态学家也无法准确地解释这些植物群落在没有地面的情况下是什么样子。

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科学家对此了解很少原因很多。首先,北极在冬天一天24小时都是黑暗的,在那个地区使用卫星是一个长期存在的挑战,即使在夏天有24小时的光照,也是有问题的。生态学家和地理学家杰弗里克尔比说:“因为太阳很低,它会在所有地方投射出巨大的阴影,而人们通常对研究阴影不感兴趣。”

因此,在直接从野外发射的小型无人机的帮助下,研究人员一直在搜索地貌,以解码北极正在如何变化的细节,并将其与来自天空中眼睛的数据结合起来。当气温上升时,无人机可以接近地面,告诉它们哪些植物可能会受益于特定的景观。

研究人员还可以通过让无人机拍摄相同的区域,并在所有物体中放上茶包,对,是茶包,来量化一个区域年复一年的变化。爱丁堡大学的全球变化生态学家伊斯拉·迈尔斯-史密斯说:“我们把茶包放在地上,一年多、两年多等等,然后看看这些茶包在不同的小气候下分解了多少。”

他们发现这种变化并不是由入侵物种进入北极来利用变暖的气候造成的。更重要的是,像灌木这样更高的本地物种正变得越来越多。这意味着树冠高度整体上更高,它可能开始影响苔原植物保护冻土和下面的碳的方式。

例如,在冬天,较高的灌木树冠会困住更多的雪,而不是让雪在苔原周围飘散。这些雪可能会形成一层绝缘层,防止寒冷渗入土壤。迈尔斯-史密斯说:“这就加速了永久冻土的融化,而且这种融化是有可能的。”他说:“如果这些植物长得比雪堆高,你还可以改变苔原表面的反射率。“植被比雪暗,因此吸收更多的热量,进一步加剧了土壤的解冻。

冻土融化是最可怕的气候反馈循环之一。永久冻土以植物物质的形式含有数千年积累的碳。更丰富的植被可能会加剧这一趋势,使更多的二氧化碳和甲烷释放到大气中。大气中更多的碳意味着更多的变暖,这意味着更多的永久冻土融化,直到永冻层消失。

永久冻土层的融化也会向土壤中释放更多的水,从而对植被产生更多的连锁反应。克尔比说:“当地面结冰时,植物无法获得任何水分。”“所以一年中有一段时间就像是在沙漠里。”

冻土限制了植物生长的时间。但气候变暖的提前可能意味着植物会在今年早些时候开始生长。随着这些土壤融化得越来越深,它们也会释放出大量被困在地下数千年的营养物质,加速这些日益丰富的北极植物物种的生长。这意味着这里的环境会变得更绿,更适宜植物生长,因为它们可以利用更温暖的温度。

事实上,北极的许多奥秘仍然存在于地下:在这些苔原生态系统中,高达80%的生物量都在地下。记住,在深冬的严寒中,植物的根在地下存活,所以,这些植物对气候变化的许多反应实际上都在地下世界,很难追踪和监控它们。

另一个巨大的未知是动物物种——无论大小——如何适应更温暖、更绿色的环境。像毛毛虫这样的小草食动物怎样才能适应日益繁茂的北极呢?像北美驯鹿这样的大型食草动物是如何利用这些丰富的植物资源的呢?它甚至会影响它们的迁徙模式吗?那么这些食草动物是如何吸收这些额外的植被来影响碳循环的呢?也就是说,碳从土壤到动物再到大气的自然运动会如何变化。

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对科学家来说,真正令人担忧的是永久冻土层中的碳含量是大气中的两倍。克尔比说:“有很多碳已经在那里存在了几千年,就像被锁在冰里一样。”随着永久冻土层开始解冻,微生物可以开始消化所有的落叶和动物尸体。“北极的绿化可能已经加剧了这种解冻。

人类反对植物的生长似乎很奇怪。但有时,更好的牧场并见得是一件好事,对我们所有人都是如此。