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北极冻土在求救

2020-01-07Sinraptor

小哥白尼·趣味科学画报 2020年7期
关键词:阿拉斯加冻土融化

Sinraptor

当你在骄阳似火的夏天生无可恋时,北极小镇的房价也像气温一样“蹭蹭”往上涨,竟然都赶上纽约了!在加拿大北部的首府城市伊魁特,租一间像样的公寓每月需要花费2000美元(约合14000元人民币)。更悲惨的是,花钱也不一定有地方住。这座只有7500人的小城,所有房子几乎都已摇摇欲坠。因为,那里的地下正在发生可怕的改变——冻土融化。

软绵绵的冻土带

和许多其他位于北半球高纬度的城市一样,伊魁特也建立在永冻土带上。永冻土是结冰时间超过两年的土地。可是在越来越温暖的夏天,冻土里的冰融化成水,体积缩小,造成地基下沉,房子成了放在蛋糕上的铅块。一到冬天,冰又重新冻住,体积变大,地表又像皮球一样鼓起来。阿拉斯加的公路因此变成了过山车轨道,伊魁特的一家医院甚至专门买了给地基降温的空调。俄罗斯的诺里尔斯克是建在冻土带上最大的城市,那里60%的建筑已经被破坏。

全球变暖惹的祸

出于暂时不太清楚的原因,北极的变暖趋势比地球上任何地方都要明显。伊魁特正是个绝佳的例子。北极很多地方迫不及待地升温,幅度是其他地方的两倍还多。而北半球大约有22%的陆地都属于永冻土带,大部分都在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大。以往那里天气糟糕,冻得让人受不了,全年的平均温度都在0℃以下,所以土壤里的水分就一直以冰的形式存在。现在气候变暖正在瓦解那里的土地,所有建在上面的设施都不再安全。冻土解冻还制造了非常壮观的场面:阿拉斯加的一处海岸整个崩塌掉进了海里,加拿大一片冻土带解冻后形成了成千上万个小水洼。但是科学家更害怕的是,冻土里隐藏的“时间胶囊”也跟着解冻。

威力巨大的时间胶囊

冻土是天然大冷库,贮存了相当古老的东西。根据科学家在阿拉斯加北部海湾一带的研究,700米厚的冻土需要77万年才能形成。在冻土形成的漫长时间里,很可能是从冰河世纪就存在的植物和动物残骸被原封不动地埋藏起来。西伯利亚的冻土带经常挖出完整的猛犸冻干尸体。这些放进大冷库的有机物并没有腐烂。据估计,全球冻土带里的这些数不清的“陈年老物”,等同于贮存了1.4万亿吨碳。现在冻土开始解冻,古代尸体一接触到流水和氧气,微生物就开始分解它们,释放二氧化碳和甲烷。这些都是温室气体,会进一步造成全球变暖,冻土就融化得更快,然后释放更多的温室气体,如此一来恶性循环。

潘多拉魔盒

不仅如此,冻土带这个大冰柜好像在哪些东西该冷藏、哪些东西不该冷藏方面也缺乏一定的原则。森林大火、火山爆发还有岩石风化,這些地球上每时每刻都在发生的平常事情,都在悄悄向大气排放汞元素(液态汞就是水银)。量虽然不大,但比较倒霉的是,大部分汞都随风跑到了北极,沉降下来,冻在了冻土带里。积年累月,如果这些汞全部释放出来,将超过以往30年来人类燃烧煤炭所排到大气中的汞量的总和。

科学家还担心,冻土解冻会让很多休眠的远古微生物恢复生机。永冻层又黑又冷,没有氧气和紫外线,对微生物来说十分舒适。只要永冻层存在,它们就能一直休眠下去。一旦冻土解冻,它们立刻苏醒,活动身体,准备在地球上干一番大事业。生物学家克拉弗利最近确认了一种在冻土里待了3万年的病毒。人类从未接触过这些病菌,自然搞不清是否会被它们感染,冻土的解冻如同打开了潘多拉魔盒。

拯救冻土

现在科学家只有一个想法,那就是在搞清楚地球到底把哪些东西放进了冻土带这个最大、最古怪的冰箱之前,尽可能不让它解冻。其他人的关注更现实:先救救那里的房子吧,不然房价还要涨。

人类在冻土带上修建过大型工程,可以提供灵感。20世纪70年代,阿拉斯加修建了贯通南北的输油管道,以应对石油危机。工程师想了很多办法让管道下的冻土维持坚固。他们使用了导热管,一种简单而实用的设计。管子很长,插入地下,里面有液氨制冷剂。一旦地下升温,管子内的液氨就吸热蒸发,变成气体升到上面,将地下的热量传至地表。气体遇冷后又凝结成液体,随重力自动流回底部。穿越高原冻土带的青藏铁路也使用了这种导管。此外,铁路路基上还铺了小碎石,碎石缝隙之间的空隙可以起到隔热作用。

北极吊脚楼

伊魁特的居民们已经开始在自家住宅的地基下插入导热管。定期的除雪工作也在有条不紊地进行,因为积雪会阻止大地热量向较冷的空气中散发。但是那里也不乏有先见之明的人。他们的一层楼小屋子,一开始就没打地基,而是被千斤顶撑离地面。这样一来,无论你在房子里洗热水澡、做饭还是烧柴,房子的热量都不会传导到地下的冻土层去。而且,当冻土层融化的时候,还可以用千斤顶随时调整住房高度。这就是北极的吊脚楼。

最后,对一些伊魁特的居民来说,解冻还有点好处。他们兴奋地发现,终于可以挖个地下室了。而后院也可以铲几铲子,翻翻土,弄点园艺了。作为最早一批接收到冻土求救信号的人,他们的生活还将继续,只是与以往完全不同了。

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