梅麗莎·霍根鮑姆

在雅拿河流域附近的一片遼闊的永久凍土上，有一個(gè)蝌蚪形狀的巨坑：“巴塔蓋卡巨坑”。

它是同類巨坑中面積最大的一個(gè)：長(zhǎng)約0.6英里（一公里），深約282英尺（86米）。但這些數(shù)字很快就會(huì)改變，因?yàn)樗诳焖佟伴L(zhǎng)大”。

當(dāng)?shù)厝硕疾粫?huì)靠近這里，他們稱之為“冥界之門”。但科學(xué)家卻對(duì)它產(chǎn)生了濃厚興趣。

通過(guò)觀察因?yàn)榈刭|(zhì)沉降而暴露出來(lái)的地層，可以幫助我們了解地球曾經(jīng)的面貌——過(guò)去的氣候。與此同時(shí)，巨坑的加速擴(kuò)大也可以幫助我們了解氣候變化對(duì)日益脆弱的永久凍土產(chǎn)生的影響。

永久凍土共有兩種，一種被上一次冰河時(shí)期遺留下來(lái)的冰川的冰所覆蓋，目前被埋于地下。另一種則是以巴塔蓋卡周圍的永久凍土為代表，這里的冰都是在地表層形成的。通常情況是，這些冰被封在一層沉積物的下方，冰凍時(shí)間至少為兩年。

巴塔蓋卡巨坑撕開了一片之前被埋在地下的冰封凍土，其中一些最早形成于幾千年前。

這個(gè)巨坑最早形成于20世紀(jì)60年代。亂砍濫伐導(dǎo)致這里的植被無(wú)法在溫暖的夏季繼續(xù)覆蓋地面。隨后，陽(yáng)光導(dǎo)致地表緩慢升溫。更糟糕的是，樹木無(wú)法通過(guò) "冷汗"的蒸發(fā)給地表降溫。

“由于樹蔭減少，蒸發(fā)降低，導(dǎo)致地表溫度升高?！庇?guó)蘇塞克斯大學(xué)的朱利安·莫頓說(shuō)。

隨著地表溫度越來(lái)越高，永久凍土上方的土層升溫，從而導(dǎo)致永久凍土本身逐步融化。一旦這一過(guò)程開始，冰層暴露在更加溫暖的環(huán)境之中，融化速度就會(huì)加快。

正是出于這些原因，科學(xué)家都在主動(dòng)監(jiān)測(cè)這個(gè)巨坑。2017年2月發(fā)表在《第四紀(jì)研究》上的一篇論文發(fā)現(xiàn)，對(duì)暴露出來(lái)的地表進(jìn)行研究，可以揭示過(guò)去20萬(wàn)年的氣候變化。

在過(guò)去20萬(wàn)年間，地球氣候在相對(duì)溫暖的“間冰期”與寒冷的“冰川期”之間反復(fù)變化。冰原面積會(huì)在冰川期擴(kuò)大。

巴塔蓋卡沉積層提供了一份“連續(xù)的地質(zhì)歷史記錄，這非常罕見”。他說(shuō)，“這可以幫助我們解讀那里的氣候和環(huán)境歷史?！?/p>

然而，每個(gè)地層對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代目前并不確定?！拔覀?nèi)栽谥贫瓯??！蹦D說(shuō)。

接下來(lái)，他需要收集和分析更多地層資料。在理想情況下，可以使用鉆井來(lái)收集“連續(xù)的沉積物”，從而幫助研究人員更精確地確定年代。之后可以將永久凍土記錄與其他氣溫記錄進(jìn)行比對(duì)，例如冰川的冰芯。

“歸根到底，我們希望了解西伯利亞在上個(gè)冰川期內(nèi)發(fā)生的氣候變化是否存在很多變異性特征：就像北大西洋地區(qū)那樣冷暖交替?！蹦D說(shuō)。

這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)槲覀兡壳皩?duì)北西伯利亞地區(qū)大片地帶的氣候歷史都知之甚少。通過(guò)重構(gòu)以往的環(huán)境變化，科學(xué)家便有望預(yù)測(cè)未來(lái)是否會(huì)出現(xiàn)類似的變化。

例如，12.5萬(wàn)年前，氣候正在經(jīng)歷間冰期，那時(shí)候的氣溫比現(xiàn)在高幾度。"如果我們能夠理解當(dāng)時(shí)的生態(tài)系統(tǒng)——便可幫助我們大致了解：如果現(xiàn)在的氣候繼續(xù)變暖，環(huán)境可能發(fā)生何種變化。"莫頓說(shuō)。

如果永久凍土在氣候變暖的情況下經(jīng)歷的變化與上一次冰川期之后相同，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)更多巨坑，形成更多湖泊。

甚至可能出現(xiàn)新的土地，因?yàn)楸鶎尤诨瘯?huì)導(dǎo)致埋藏在原始表面下10～20米的土地“重見天日”?！半S著冰層融化，這些富含冰層的永久凍土開始從上往下融化，所以會(huì)形成新的地形。”莫頓說(shuō)。

這些影響或許并沒(méi)有那么遙遠(yuǎn)。這片永久凍土正在快速變化。

德國(guó)阿爾弗雷德·維格納研究所的弗蘭克·甘瑟和他的同事過(guò)去10年一直在監(jiān)控這里，使用衛(wèi)星圖片了解變化速度。

在他們研究過(guò)程中，巨坑的頭墻平均每年升高10米。在較為溫暖的年份里，變化幅度甚至更大，有時(shí)候一年高達(dá)30米。甘瑟在2016年12月的美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)的一次會(huì)議上宣布了這些發(fā)現(xiàn)。

他也有理由相信，這個(gè)巨坑的側(cè)墻將會(huì)在今年夏季到達(dá)附近遭到侵蝕的山谷。這“很有可能”促使巨坑進(jìn)一步“生長(zhǎng)”。

“從過(guò)去這些年的平均數(shù)來(lái)看，速度沒(méi)有大幅加快或放慢。"甘瑟說(shuō)，"持續(xù)生長(zhǎng)意味著巨坑一年比一年深?！?/p>

此外還有其他值得擔(dān)憂的結(jié)果。

現(xiàn)在暴露出來(lái)的很多積冰都是在上一個(gè)冰川期形成的。底冰里面包含很多有機(jī)物，包括很多被封鎖了數(shù)千年的碳。

“據(jù)估計(jì)，永久凍土里的碳儲(chǔ)量與大氣中的碳含量相當(dāng)?！备噬f(shuō)。

隨著更多凍土融化，越來(lái)越多的碳將暴露在微生物環(huán)境中。這些微生物消耗碳后，便會(huì)產(chǎn)生甲烷和二氧化碳，隨后把這些溫室氣體釋放到大氣中，進(jìn)一步加快全球變暖速度。

“這就是我們所說(shuō)的正反饋。"甘瑟說(shuō)，"變暖會(huì)加速變暖，這些特征還會(huì)在其他地方出現(xiàn)。這不僅會(huì)威脅基礎(chǔ)設(shè)施，而且沒(méi)有人能阻止這種變化，也沒(méi)有任何技術(shù)方案能夠阻止這些巨坑的發(fā)展。”

由于巨坑仍在一年年“長(zhǎng)大”，所以沒(méi)有跡象顯示這個(gè)巨坑的侵蝕速度會(huì)在短期內(nèi)放緩。

這也導(dǎo)致西伯利亞永久凍土的未來(lái)變得極不穩(wěn)定。

（摘自英國(guó)廣播公司新聞網(wǎng)）（編輯/華生）