约书亚·雅法

| 会呼吸的永久冻土 |

飞越俄罗斯东北部雅库特，我看到北方森林的深青阴影与草地的柔软浅淡融为一体。飞机轰鸣向上，爬上落叶松、常青树与泥浆色湖沼构成的地平线。布满灰尘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，抑或说，在呼气。

300万年前，巨大冰川从两极冲出，西伯利亚气温就此骤降到零下62摄氏度，地下大片土壤冻结。地球在冰川期和间冰期之间循环，土壤也随之冻结又解冻了数十次。最后一次冰河期结束后，气温上升，仍旧保持冻结状态的土壤被称为“永久冻土”，目前占北半球陆地面积的1/4。俄罗斯是全世界冻土面积最大的国家，其2/3的领土位于永久冻土区。

雅库特的永久冻土层近1500米深。自工业革命以来，该地年均温上升了二摄氏度以上，是全球平均水平的两倍。随着气温升高，土壤也会回温。此外，砍伐和山火进一步削减了植被保护性表层，并使地下温度升高。

数千年以来，冻土吞噬了从树木到猛犸象的各种有机质。随着冻土融化，其中的微生物逐渐苏醒并开始以这些解冻后的有机物为食。微生物在消化的过程中不断释放二氧化碳和甲烷。科学模型表明，永久冻土层的碳含量高达1.5万亿吨，是目前大气层碳含量的两倍。

永久冻土研究专家特罗菲·马克西莫夫坐在我身边。他每月都会乘机测量雅库特上空大气层中温室气体的浓度。他将永久冻土的融化过程描述为一种“反馈循环”：温室气体的释放导致温度升高，永久冻土因此进一步融化，排放出更多的温室气体。“这是一个自然的过程，”他说，“与纯粹的人为活动不同。不像工厂废气和汽车尾气排放，它一旦开始，我们就无法真正阻止。”五年前，马克西莫夫第一次测量温室气体时，发现雅库特上空二氧化碳的浓度正以高达历史平均水平两倍的速度增长。甲烷在大气中存在的时间比二氧化碳短，但其吸收热量的效率是二氧化碳的25倍多。马克西莫夫的研究数据显示，甲烷的释放速度也在变快。

| 被改变的地貌 |

为了了解永久冻土如何改变地貌，32岁的研究员尼古拉·巴沙宁驱车带我前往他的故乡乌孙科尤。他家和雅库特许多当地人一样，在冻土层挖了地窖储存肉、果酱和湖冰。“我们靠冻土生活，却从未真正完全了解它。”巴沙宁如此解释他研究冻土的初衷。为了赶上勒拿河的第一班渡轮，我们一大早就出发了。由于永久冻土对土壤结构造成的影响，该地至今都无法建造桥梁。

勒拿河右岸山谷中富含一种被称为“雅多玛”的高含冰量永久冻土。这类冻土存在极大隐患。首先，水是一种极好的热导体，能够大量吸收大气中的热量，导致地下冻土层变暖融化。雅多玛冻土解冻时会产生大量液态水，这种现象被称为“热喀斯特”。

此外，雅多玛冻土也是一个富含碳的陷阱，一旦解冻，它所释放的温室气体将是其他沙质永久冻土的十倍。雅多玛冻土最初在美国阿拉斯加和加拿大部分地區被发现，但在西伯利亚东北部分布最为广泛。在雅库特，雅多玛冻土至少占据了当地1/10的面积。

我们开车经过一大片正在融化的雅多玛冻土带。巴沙宁带我参观了其中一个如同巨大火山口的干涸热喀斯特湖。理论上讲，这种湖大概需要5000年的时间才能形成。但是，巴沙宁告诉我，研究者在阿拉斯加的小型热喀斯特湖底，发现了150年树龄的白桦树碎片。这表明过去耗费数千年的融化过程，如今只需要一个多世纪就可以完成。“用地质术语来描述，这不过是一毫秒的事。”他说。

前往乌孙科尤的路上，我可以看到不少椭圆形土丘，这是雅多玛冻土融化的结果。巴沙宁说，这种情况开始于20年前，当时附近的一片白桦林因虫患大面积枯死，冻土层因此更容易受阳光照射和大气温度影响而融化。“起初，人们很开心，因为潮湿肥厚的土壤容易生长浆果。”巴沙宁回忆道。然而，随着冻土层融化面积变大，道路开始变得崎岖、难以通行，许多房屋因地面塌陷而不得不弃用。

巴沙宁的叔叔接待了我们。他们的房子虽然没有坍塌的风险，但房屋周围的土地已经坑坑洼洼、布满凹痕。叔叔说，夏天他会铲土来保证土地平整，“我们已经习惯了。”回程中，巴沙宁感慨道，“人们不知道这个故事的结局如何。尽管他们已经努力适应，但冻土融化还是会破坏他们的生活。”

| 积雪下暗流涌动 |

三天后我乘飞机前往切尔斯基，这是科雷马河畔的一座小镇，靠近东西伯利亚入海口的三角洲。走出机场，我看到一辆路虎汽车停在尘土飞扬的公路边。一个头戴黑色贝雷帽的“银胡子”在驾驶座招呼我进车，我立刻认出那是知名永久冻土“预言家”谢尔盖·齐莫夫。66岁的齐莫夫曾在符拉迪沃斯托克学习地球物理学，后来同妻子加林娜搬到了切尔斯基，不久后儿子尼基塔出生。位于城郊的东北科学站便是齐莫夫主管的研究中心。

即便在如此偏僻的地方，齐莫夫针对永久冻土的研究依旧让他在科学界大放光彩。上世纪90年代初，他是最早意识到冻土危机的学者之一：永久冻土含有大量碳，其中大部分以甲烷的形式从热喀斯特湖中释放，秋冬季排放量占比极高。此前，科学家从气候角度看待冻土融化问题时并不重视这段寒冷期。

齐莫夫带我实地观察切尔斯基当地的湖泊。在水边，他问道：“你看到气泡了吗？”一旦我有意识地去找寻他所说的气泡，就不可能错过。湖好比一口巨大的锅，锅内的水正在缓慢无声息地接近沸点，到处都是充满了甲烷的气泡。

齐莫夫向我解释，即便在寒冷的冬天，湖面以下温度仍在冰点以上。未冻结的水给微生物提供了继续消化有机物的适宜环境。水同时具有强大的侵蚀作用，河岸缓慢地坍塌，不断将新鲜的永久冻土块卷入湖中。正如阿拉斯加大学费尔班克斯分校的教授沃尔特·安东尼所言：“一旦永久冻土融化到形成洼地的时候，融化进程就会不断加快并横向扩张，我们根本无法阻止。”

另一个同样棘手的麻烦是积雪。“雪就像一条温暖的绒毯，可以阻止冬天的寒冷完全渗入土壤。”齐莫夫说。上世纪80年代以来，切尔斯基年降雪量增加了20多厘米，积雪的保暖效应随之提高了两层。因此，过去零下七摄氏度时保持原状的永久冻土，现如今已经在解冻的边缘。

| 复活的生物 |

2021年夏初，我来到喀拉海的亚马尔半岛。这里是游牧民族涅涅茨人的家园。他们牧养驯鹿群在岛上迁徙，寻找季节性草场。在涅涅茨语中，“亚马尔”意为“世界边缘”。

我乘坐客运渡轮沿鄂毕河而上，最后在一个涅涅茨家庭的帐篷里过夜。第二天，我继续乘船抵达位于上游的行政中心亚尔萨尔。在那里，我结识了牧民维塔利·拉普坦德。2016年7月，热浪袭击了亚马尔，气温高达37摄氏度。拉普坦德当时正在半岛中部的亚罗托湖附近放牧。“我从未遇上过这么热的天。”他说。高温持续的某天早上，拉普坦德目睹了一幅可怕的景象：50头驯鹿死在苔原上。没有电源和信号，拉普坦德手握卫星电话，最后长途跋涉了十小时才找到另一个涅涅茨人的营地寻求帮助。当他再历经千难万险回去照看鹿群时，已经有200多头驯鹿死去。“我不知道该怎么办了。情況很糟糕，我很害怕。”他说。

一架载着专业医务人员和兽医的直升机抵达现场，他们从驯鹿尸体上采集样本，并送往莫斯科和西伯利亚的实验室进行分析。两天后，工作人员告知拉普坦德，他的驯鹿可能感染了炭疽病。几天后，俄罗斯陆军放射、化学和生物防御部队的专家抵达亚马尔，寻找驯鹿尸体并就地焚烧消毒。两周后，高效的防疫措施使炭疽病疫情得到控制，但那时半岛已经失去了2500多头驯鹿。拉普坦德的鹿群数量骤降至半。人类也感染上了炭疽病，有数十人住院治疗，一个12岁男孩因病夭折。

这是1941年以来亚马尔首次暴发的炭疽病疫情。在此之前几乎所有人，无论是科学家还是当地牧民，都相信这种由细菌传播的传染病早已被根除。过去十年采集的20万份土壤样本里也没有显示炭疽孢子的存在。平常夏季，亚马尔永久冻土会融化至0.5米左右的深度，但2016年的异常高温使得冻土层融化到了0.9米的深度。针对此次疫情，一个俄罗斯专家小组在报告中表示，“炭疽病之所以出现，是因为异常高温导致冻土融化深度超过了正常水平，土壤内炭疽孢子因此被激活。”

除了炭疽孢子，永久冻土的解冻也将生物学领域几千年来的谜团带到了人们的视野中。永久冻土层发掘出的猛犸象遗骸由于数千年的自然冷藏而保存得十分完好。在雅库茨克市，我有幸参观了当地的猛犸象博物馆，里面罗列了各种骨骼标本。猛犸象出现在15万年前，活动范围从伊比利亚半岛直到白令海峡。猛犸象的灭绝原因至今仍存在极大争议。一派学者认为，猛犸象是首批人为原因导致灭绝的生物之一，但不久前，一个国际科学家团队得出了猛犸象灭绝的主因，并将结果发表了在《自然》杂志上。通过分析古代环境基因，他们可以确定，气候迅速变暖导致冰川融化、苔原淹没，这彻底切断了猛犸象的食物来源。作者在文章中写道：“研究结果表明，当苔原植被最终消亡时，猛犸象也随之灭绝。”

雅库特拥有世界上最完整的猛犸象标本。这些遗骸帮助我们获取了许多关于更新世的知识。1971年发掘的猛犸象遗骸胃肠道保存完好，科学家甚至能够分析出它最后的晚餐食谱。博物馆负责人谢尔盖·费尔多夫告诉我，2013年研究人员在雅库特北部海岸的利亚霍夫斯基岛上，发现了一具冷冻的猛犸象尸体，在解剖时，它的组织甚至还在流血。在场的一位英国古生物学家形容那具标本“好像一块多汁的牛排”。

| 弥补自然的尝试 |

2021年5月，俄罗斯环境部长提议建立全国性监测系统来观测永久冻土的变化。同年6月，俄罗斯总统普京在谈到永久冻土时说：“我们在北极圈的永久冻土层上建设城镇。如果解冻，俄罗斯会面临什么样的结果？我们当然为此忧心。”

人们尝试用科技手段来解决冻土融化对建筑物、工业设施和居住区造成的破坏。在雅库茨克，许多公寓楼的地基周围安装了满是冷却剂的金属管。冬天，冷却剂会流入地下并凝结，以保证土壤冻结。在亚马尔–涅涅茨自治区的首府萨列哈尔德，人们在某些建筑物的地基中埋入了温度传感器。如果冻土面临融化的风险，科学家可以收到传感器发出的警报，以便及时开展建筑物修复工作。当地冻土问题相关负责人表示，“只要掌握了永久冻土的内部变化规律，一切都可以维持正常运作。”

不过，我们又该如何处理冻土内储量巨大的碳呢？我们尚不能有效监控无人居住的数百万平方公里苔原，更不要说对它们进行降温处理了。“技术修复是不可能的。”科罗拉多大学北极和高山研究所所长梅里特·图尔斯基说，“我们目前已知的保持冻土冻结状态的有效方法就是，减少人类的碳排放，但这根本不现实。”

齐莫夫有自己的主张。他在北极进行实地考察期间，发现当地保存着大量古生物遗骸。在更新世时期，北极被草原覆盖，形成了永久冻土的天然缓冲带。在这片已经消失的稀树草原上，大量哺乳动物曾经依靠草地生存，又通过食物链循环延续了草原的存在。齐莫夫希望重建这种生态系统，“我们必须让自然恢复秩序，接着它就会改善气候。”

他的理论基于雪的保温效应。短时间内迅速降低气温的可能性很小，但在冬季减少积雪将会促使更多冷空气进入土壤，从而保持冻土的冻结状态。“你可以派3亿工人扛着铁锹穿过西伯利亚完成这一指标，或者利用野马、麝牛、绵羊和驯鹿做同样的工作。”齐莫夫认为，这些动物会破坏灌木、翻动土壤，从而使草原再次复苏。

1998年，齐莫夫将第一批马群带到了他的“更新世公园”。这是一片距离研究站一小时航程的土地。公园一点点扩张，如今已是150多只动物的家园了。除了马，公园里还有野牛、绵羊、牦牛和骆驼。为了确保它们能高效地开疆拓土，齐莫夫的儿子尼基塔开着家中的“坦克”——一辆全地形履带式运输车，作为先锋队在这片土地上飞驰，撞倒了大片树木和灌木丛。

两年前，齐莫夫父子与汉堡大学的研究人员一起完成了对公园的研究。结果表明，这些动物的出现使得积雪密度降低了近一半，永久冻土层的平均温度也下降了二摄氏度左右。他们推测，大规模引入食草动物可以避免37%左右的永久冻土层融化。

永久冻土已经存在了很长一段时间，但它不可能真正永久地远离融化的危险。这道理对人类也是一样，无论是解冻还是保持冻结，永久冻土的存在和这个星球上绝大多数事物一样，并不如我们所相信的，可以成为永恒。尼基塔说：“永久冻土早晚都会融化，关键在于我们如何应对。”

[编译自美国《纽约客》]

编辑：要媛