南北两极的冰天雪地,除了有美景和可爱动物,还是一个失落的古代世界:致命病毒、大量的汞和温室气体都冰封于此。当人们的注意力集中在肆虐于多国的新冠病毒疫情时,另一场值得防范的危险也在悄悄积聚。2月9日,南极西摩岛监测到20.75℃的高温。1月7日一篇发表在bioRxiv的论文则显示,美国科学家在青藏高原冰核样本中发现了古老病毒存在的证据,其中包含28种新病毒。
极地冰原就像来自遥远过去的时间胶囊,让人类有机会得以一窥被困在那里的生物体。但随着地球稳步进入更温暖的未来,极地的冰川冻土正面临着更大的融化风险,某些潜伏在冰层中的致命病菌,也许正伺机而动,待时机成熟时杀人类一个“回马枪”。永久冻土主要存在于北半球,在那里它覆盖了大约四分之一的无冰土地,数千年来,这里的大部分土地都是由泥土、岩石和冰构成的胶结体,还有一些在深度冻结中保存下来的有机物。
永久冻土分为上下两层:上层每年夏季融化,冬季冻结,称活跃层;下层常年处在冻结状态,称永冻层或多年冻层。永冻层寒冷、黑暗、无氧,pH值是中性的,对于那些不需要任何新陈代谢活动的生物来说,这是最好的生存环境。这意味着冻结在休眠状态的微生物、种子和孢子可能会随着温度的升高而苏醒。
随着全球气候变暖的不断加剧,南北极在加速变暖,北极变暖速度更是全球平均水平的两倍,长此以往持续下去,永冻层常年冻结的状态就有可能被打破。
20世纪初,在西伯利亚暴发的炭疽热曾导致约150万头驯鹿死亡。这些动物,连同受感染的牛,都埋在永久冻土层的活跃层中。当温度升高时,尸体会释放炭疽孢子,这些孢子很容易被重新激活成为感染性细菌。2016年西伯利亚暴发的炭疽热导致一名12岁男孩死亡,数十人住院治疗,2000多头驯鹿死亡。科学家推断,这次感染的暴发或许可以追溯到一具古老的驯鹿尸体,它是在有记录以来最温暖的北极夏季从永久冻土层中融化出来的。
古代动植物的遗骸一直长眠于冻土中,融化的永久冻土将使长期冻结的有机物被土壤微生物分解,从而释放温室气体,这是一个潜在的重要的温室气体排放源。科学家们很早就知道,永久冻土所含的碳几乎是大气的两倍——其中一大部分是腐烂的古代植物和动物的遗骸带来的,随着冻土解冻,会有大量二氧化碳和甲烷慢慢释放出来。
虽然随着气温的升高,北极植被的绿化率提高,部分二氧化碳会被植物吸收,但最近一项研究显示,冻土变暖释放出的温室气体比以前想象的多得多。
极地冰雪不但禁锢着危险,也保存了两极地区的古代动物遗迹和人类历史。冰川的融化会加重这些宝藏暂时脱离冰层,甚至是被摧毁的风险。这对人类了解地球历史而言,将是巨大的损失。