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(jī)轟鳴向上，爬上落葉松、常青樹與泥漿色湖沼構(gòu)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(jié)。地球在冰川期和間冰期之間循環(huán)，土壤也隨之凍結(jié)又解凍了數(shù)十次。最后一次冰河期結(jié)束后，氣溫上升，仍舊保持凍結(jié)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(lǐng)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(jìn)一步削減了植被保護(hù)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(jī)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(jī)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(xué)模型表明，永久凍土層的碳含量高達(dá)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(jī)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(dǎo)致溫度升高，永久凍土因此進(jìn)一步融化，排放出更多的溫室氣體。“這是一個自然的過程，”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(dá)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(qū)車帶我前往他的故鄉(xiāng)烏孫科尤。他家和雅庫特許多當(dāng)?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。”巴沙寧如此解釋他研究凍土的初衷。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(jié)構(gòu)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(dǎo)體，能夠大量吸收大氣中的熱量，導(dǎo)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(dāng)?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(jì)就可以完成。“用地質(zhì)術(shù)語來描述，這不過是一毫秒的事?！彼f。

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(jié)果。巴沙寧說，這種情況開始于20年前，當(dāng)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?。然而，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(fēng)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(xí)慣了。”回程中，巴沙寧感慨道，“人們不知道這個故事的結(jié)局如何。盡管他們已經(jīng)努力適應(yīng)，但凍土融化還是會破壞他們的生活。”

| 積雪下暗流涌動 |

三天后我乘飛機(jī)前往切爾斯基，這是科雷馬河畔的一座小鎮(zhèn)，靠近東西伯利亞入海口的三角洲。走出機(jī)場，我看到一輛路虎汽車停在塵土飛揚(yáng)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(jìn)車，我立刻認(rèn)出那是知名永久凍土“預(yù)言家”謝爾蓋·齊莫夫。66歲的齊莫夫曾在符拉迪沃斯托克學(xué)習(xí)地球物理學(xué)，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(xué)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(xué)界大放光彩。上世紀(jì)90年代初，他是最早意識到凍土危機(jī)的學(xué)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(xué)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(dāng)?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(jié)的水給微生物提供了繼續(xù)消化有機(jī)物的適宜環(huán)境。水同時具有強(qiáng)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(xué)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(jìn)程就會不斷加快并橫向擴(kuò)張，我們根本無法阻止?！?/p>

另一個同樣棘手的麻煩是積雪?！把┚拖褚粭l溫暖的絨毯，可以阻止冬天的寒冷完全滲入土壤?！饼R莫夫說。上世紀(jì)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(yīng)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(fù)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(dá)位于上游的行政中心亞爾薩爾。在那里，我結(jié)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(dá)37攝氏度。拉普坦德當(dāng)時正在半島中部的亞羅托湖附近放牧?！拔覐奈从錾线^這么熱的天?！彼f。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(dāng)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。“我不知道該怎么辦了。情況很糟糕，我很害怕?！彼f。

一架載著專業(yè)醫(yī)務(wù)人員和獸醫(yī)的直升機(jī)抵達(dá)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(jìn)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(xué)和生物防御部隊的專家抵達(dá)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(xué)家還是當(dāng)?shù)啬撩瘢枷嘈胚@種由細(xì)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?xí)诨?.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(dǎo)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(xué)領(lǐng)域幾千年來的謎團(tuán)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(dāng)?shù)氐拿歪锵蟛┪镳^，里面羅列了各種骨骼標(biāo)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(xué)者認(rèn)為，猛犸象是首批人為原因?qū)е聹缃^的生物之一，但不久前，一個國際科學(xué)家團(tuán)隊得出了猛犸象滅絕的主因，并將結(jié)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(dǎo)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(jié)果表明，當(dāng)苔原植被最終消亡時，猛犸象也隨之滅絕?！?/p>

雅庫特?fù)碛惺澜缟献钔暾拿歪锵髽?biāo)本。這些遺骸幫助我們獲取了許多關(guān)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(xué)家甚至能夠分析出它最后的晚餐食譜。博物館負(fù)責(zé)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(xué)家形容那具標(biāo)本“好像一塊多汁的牛排”。

| 彌補(bǔ)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?xí)r說：“我們在北極圈的永久凍土層上建設(shè)城鎮(zhèn)。如果解凍，俄羅斯會面臨什么樣的結(jié)果？我們當(dāng)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(shè)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(jié)，以保證土壤凍結(jié)。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(fēng)險，科學(xué)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(fù)工作。當(dāng)?shù)貎鐾羻栴}相關(guān)負(fù)責(zé)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?zé)o人居住的數(shù)百萬平方公里苔原，更不要說對它們進(jìn)行降溫處理了?！凹夹g(shù)修復(fù)是不可能的?！笨屏_拉多大學(xué)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(jié)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(jìn)行實地考察期間，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?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(fù)秩序，接著它就會改善氣候。”

他的理論基于雪的保溫效應(yīng)。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(jìn)入土壤，從而保持凍土的凍結(jié)狀態(tài)。“你可以派3億工人扛著鐵鍬穿過西伯利亞完成這一指標(biāo)，或者利用野馬、麝牛、綿羊和馴鹿做同樣的工作?！饼R莫夫認(rèn)為，這些動物會破壞灌木、翻動土壤，從而使草原再次復(fù)蘇。

1998年，齊莫夫?qū)⒌谝慌R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(kuò)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(xué)的研究人員一起完成了對公園的研究。結(jié)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(yuǎn)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(jié)，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(guān)鍵在于我們?nèi)绾螒?yīng)對。”

[編譯自美國《紐約客》]

編輯：要媛