長期以來,北極和南極地區作為地球上緯度最高、溫度最低、冰雪覆蓋程度最強的區域,成為科學家們研究地球自然地理、氣候變化的重點目標,也是地球生態環境和氣候波動變化的“晴雨表”。
從北極來看,傳統意義上的北極指的是北極圈以內的區域,也就是北緯66度34分所圍成後個“假想圈”。在北極圈內的區域,以北冰洋為主體,另外還包括一部分的陸地,其中以格陵蘭島面積最大,另外還包括俄羅斯北部、美國阿拉斯加、加拿大、瑞典、丹麥和挪威的北部地區。
由於北極圈內太陽輻射強度很小,而且每年還有漫長的極夜,再加上漫地的冰雪,使得對太陽光線的反射率很高,因此氣候十分嚴寒,圈內的生物量很少,其中植物主要以地衣、苔蘚為主,只有在北極圈非常靠近北溫帶的邊緣區域,分佈著一些針葉森林、低矮灌木等“高階”植物。
每年夏季,由於太陽直射點北移,北極的氣溫也會明顯上升,大量冰雪融化,形成比較涼爽的氣候。在歷史上相當長的時期,北極夏季的冰雪消融與冬季新增的降雪,基本呈現的是動態平衡的狀態。然而,在進入第一次工業革命以來的100多年時間裡,由於人口的增加、化石能源消耗量的持續增長,溫室氣體排放量也逐年增長,引發了越來越嚴重的全球變暖問題,在北極和南極的表現最為明顯。在最近幾年的夏季,北極圈內很多地區,都曾經出現過38攝氏度的異常高溫,大量冰雪以及永久凍土消融,打破了原本的平衡狀態,很難再恢復到原來的面貌。
對於北極圈內的一些島嶼以及大陸北端區域來說,受這種影響的其中一個明顯表現,就是地面上出現了越來越多的“深坑”。原本屬於永久凍土區的這些地方,為什麼會出現“深坑”呢?
這還得從地球的板塊移動說起。在2億年前,地球上的所有大陸,都基本上還是連在一起的,稱為“盤古大陸”,後來,隨著地殼板塊的劇烈運動,這塊古大陸開始逐漸分離,分裂的幾塊次大陸開始向北“漂移”,陸地上的氣候也由原來的溼潤多雨,慢慢地變為寒冷乾燥,大量的植物開始死亡,只有耐寒的針葉林、部分灌木以及苔蘚等植物最終保留了下來。
在地質運動的作用下,那些大批次死亡的植物被埋進了地下,逐漸形成了厚度非常可觀的泥炭層。由於氣溫較低,這些植物殘體的分解速度很慢,泥炭的沉積發育時間非常長。久而久之,在有機物被微生物緩慢分解的過程中,在地下積聚了巨量的甲烷等氣體,由於上面土壤層因低溫凍結,這些生成的氣體便被“封”在了地下。
不過,在全球變暖的影響下,北極的永久凍土區的表層土壤變軟、消融的程度日益加重,地底越積越多的甲烷等氣體,便有機率突破上層土壤的“束縛”,從而衝出地表排放到大氣環境中。在不同的地區,地底積聚氣體的數量不同、氣體對上層土壤的壓力不同,這種氣體釋放的表現也不盡一致,有的呈現的是緩慢釋放的狀態,也就是我們在有的影片在看到的“土壤冒泡”;而有的就比較劇烈,氣體多、壓力大,在短時間內釋放巨大能量,直接將表層土壤掀翻,有的甚至會發生劇烈爆炸,在地下形成較大的深坑。
從2013年以來,科學家們在北極永久凍土區,已經陸續發現了近20個深度達百米的巨大深坑,而且隨著時間的推移,這些深坑失去了地表土壤的束縛,周邊區域原本積蓄的甲烷氣體,便會更容易從深坑中“噴薄而出”,使得深坑的規模變得越來越大、越來越深。
據有關機構研究,僅在俄羅斯北西伯利亞地區,從上世紀90年代至今,差不多有5%左右的地表,發生了明顯的地貌形變,比如被氣體推頂出“鼓包”現象、地面塌陷、深坑湖泊的出現和消失更迭等,這種變化與北極地區平均氣溫的升高,呈現非常強烈的正相關性,這不但給北極及周邊區域生活的人們和生態環境造成了嚴重影響,同時也會對全球氣候產生連鎖效應。
一方面,從深坑中湧出的大量甲烷氣體,本身就是一種比二氧化碳還要厲害的溫室氣體,其增溫能力比二氧化碳要強28倍左右,一旦這些氣體大量進入地球的大氣層,那麼就會加劇全球的溫室效應,從而使得永久凍土區進一步加速消融,從而形成一種惡性迴圈,基本上屬於不可逆的過程。
第二個方面,進一步加劇的全球變暖,將使得南北極冰川融化速度加快,從而引發海平面以更快的速度上升、全球水資源迴圈出現紊亂、極端氣象事件頻發、大面積森林火災等一系列問題。
第三個方面,隨著甲烷氣體從北極永久凍土層釋放,大量原本“冰封”和休眠的遠古細菌和病毒,也會“重見天日”來到地球表面,隨著大氣環流、水體流動等擴大範圍,從而對地球的生態系統,包括人類本身造成潛在的、不可避免且未知的威脅。
北極深坑的出現,是人類影響地球自然環境的一個縮影,也可以把它們當成地球給我們人類的一個警示,人類如果不從根本上改變自己的生活方式和生產方式,一旦這種影響超過了自然可調控、可恢復的臨界,那麼更大、更多的災難將會擺在我們的面前。人與自然和諧共生,道阻且長,需要我們行而不輟,未來才能可期。