提起凍土，相信很多人都比較熟悉，我國(guó)華南地區(qū)以北尤其是長(zhǎng)江流域乃至零度等溫線穿過的秦嶺淮河一線以北的區(qū)域，每年冬季氣溫在零攝氏度以下時(shí)就可能有凍土形成，并且這種凍土存在的時(shí)間較短（屬于短時(shí)凍土），一般每天八九點(diǎn)鐘就開始融化，地面又是一片泥濘，到夜晚隨著氣溫的下降又開始凍結(jié)，如此反復(fù)直至表層水分蒸發(fā)殆盡。
按照類型劃分，凍土分為短時(shí)凍土、季節(jié)凍土和多年凍土，而永久凍土一般分布在高山、高原以及高緯度地區(qū)地下30-40厘米處，其厚度受太陽輻射多少（氣溫高低）的影響呈現(xiàn)出從高緯向低緯遞減、由高海拔向低海拔遞減的特點(diǎn)，厚度從幾十厘米到幾十或數(shù)百米不等，在北極地區(qū)多年凍土厚達(dá)甚至可達(dá)千米以上，永凍層的頂面接近地面。
全球永凍層總面積約為2980萬平方公里，約占地球陸地面積的20%！
并且由于北半球表面陸地占比較大且高山高原較多，永久凍土主要分布在亞歐大陸北部、北美洲北部以及中低緯度地區(qū)的高山、高原地帶。而我國(guó)的永久凍土則主要分布在青藏高原以及大小興安嶺、天山、祁連山、橫斷山等高海拔或高緯度地區(qū)，總面積約215萬平方公里，約占我國(guó)國(guó)土面積的20%，僅次于俄羅斯、加拿大位居世界第三位。
如今，隨著全球氣候變暖，永久凍土層的出鏡率也是越來越高，因?yàn)閮鐾辽鷳B(tài)關(guān)系的良好與否直接關(guān)系到地球的未來。
通常情況下，永凍土的形成必須要滿足兩個(gè)條件，一是年平均氣溫要低于零度，否則就是所謂的季節(jié)性凍土；二是永凍土的形成也需要足夠的時(shí)間，我們都知道冰凍三尺非一日之寒的道理，而永久凍土則相反，由于土壤的熱傳導(dǎo)（熱量傳遞的三種方式之一）性能非常差，以至于即便是在炎熱的夏天地表的熱量都難以穿透土層，使得地下的永凍層仍然處于凍結(jié)的狀態(tài)。
這就好比地球內(nèi)部的溫度甚至要比太陽表面的溫度還有略高，但是由于地球內(nèi)部由地核、地幔、地殼構(gòu)成，地心外核到地球表面要經(jīng)過地幔、巖石、土壤的層層阻隔，最終傳到地面的溫度微乎其微。那么永凍層存在的意義是什么呢？
想必有些朋友對(duì)1918西班牙大流感有所了解，因?yàn)檫@場(chǎng)大流感，造成5億人感染、2500萬到4000萬人死亡，而當(dāng)時(shí)全球的總?cè)丝诓艅倓傔_(dá)到17億人，后來被歷史學(xué)家稱為“人類所經(jīng)歷過的規(guī)模最大的傳染病”。
由于當(dāng)時(shí)仍然處在第一次世界大戰(zhàn)期間，且生物科學(xué)家對(duì)病毒的認(rèn)識(shí)所知甚少，并且大多數(shù)科學(xué)家將目光鎖定在細(xì)菌方面，因?yàn)榭茖W(xué)家從患者肺部組織里提取了肺炎桿菌，并認(rèn)定導(dǎo)致此次全球大流感的罪魁禍?zhǔn)拙褪沁@種細(xì)菌引起的。
隨著時(shí)間的推移，人們逐漸遺忘了1918年的這場(chǎng)大浩劫，直到1950年美國(guó)愛荷華大學(xué)微生物學(xué)者、博士郝爾丁在與同學(xué)的一次偶然的交流中，萌發(fā)了對(duì)1918西班牙大流感展開科學(xué)追蹤的想法。
但是由于受戰(zhàn)爭(zhēng)的破壞且時(shí)間久遠(yuǎn)，很難在醫(yī)院或?qū)嶒?yàn)室找到現(xiàn)成的標(biāo)本。同樣一個(gè)偶然間郝爾丁聽到“冰凍”二字，他馬上意識(shí)到在北極永久凍土中或許能找到答案。經(jīng)過周密計(jì)劃，他來到阿拉斯加州北極圈內(nèi)的一個(gè)名叫布雷維格的小漁村開展研究，最終在一個(gè)愛斯基摩人集中埋葬的墓穴中找到了病毒毒株，而當(dāng)時(shí)他一共挖掘出4具被凍土保持完好的尸體，其中一位小女孩的衣著和頭飾等依然清晰可見！
當(dāng)然，永凍層除了“天然大冰箱”這種特殊的“冷凍”功能外，它還有一種極為重要的功能就是北半球最大的碳庫。
由于永凍層所處的地方溫度很低，蒸發(fā)量較小，因此土壤中的含水率就很高，當(dāng)枯萎的植物和死亡的動(dòng)物在地質(zhì)活動(dòng)或外力作用下被埋入永凍層后，低溫環(huán)境下微生物的分解極其微弱，經(jīng)過幾千幾萬甚至幾十萬年依然能保存完好，因此在永凍層內(nèi)封存著大量的有機(jī)碳。
據(jù)科學(xué)家預(yù)估，全球約有1500Gt碳是以有機(jī)質(zhì)形態(tài)儲(chǔ)存于土壤中，土壤碳庫儲(chǔ)量約為大氣碳庫的2倍，由此可見土壤有機(jī)碳庫極其排放，對(duì)大氣層二氧化碳濃度的影響有多么巨大，而我們都知道二氧化碳是一種溫室氣體。
然而永凍層中封存了大量的有機(jī)碳，它就如同一個(gè)超級(jí)的“中央調(diào)節(jié)器”在控制土壤有機(jī)質(zhì)的分解，減少土壤有機(jī)質(zhì)碳釋放方面發(fā)揮著重要作用，而如今全球變暖其中的一個(gè)反應(yīng)就是加速土壤有機(jī)碳的分解，一旦凍土帶開始崩潰，很難估量它會(huì)給地球（人類）帶來哪些災(zāi)難性的后果，因?yàn)橛纼鰧酉喈?dāng)于一個(gè)天然的大冰箱，里面封存了很多史前生物，甚至還有很多超級(jí)細(xì)菌和病毒！
2014年3月，法國(guó)一個(gè)病毒學(xué)家團(tuán)隊(duì)在西伯利亞凍土層中進(jìn)行考察時(shí)，發(fā)現(xiàn)了被封存了3萬多年之久的史前病毒，并將其命名為“西伯利亞闊口罐病毒”。
2017年5月，考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一只39000年前的猛犸象，不僅身體結(jié)構(gòu)保存非常完好，而且科學(xué)家首次在這頭猛犸象身上發(fā)現(xiàn)保存完好的血液樣本。
其實(shí)說起已經(jīng)滅絕的猛犸象，很多人應(yīng)該是既陌生又熟悉，前些年在世界上走紅的猛犸象牙，甚至還有人專門以挖掘史前象牙為生。并且我國(guó)青年古生物學(xué)者、科普作家邢立達(dá)博士，早在2011年在加拿大進(jìn)行交流時(shí)，就曾品嘗過一塊4000年前的猛犸象肉，據(jù)他介紹這種肉跟野豬肉有點(diǎn)類似，肉質(zhì)比較柴而且還有一股難以描述的土腥味。
2017年9月，俄羅斯一名男子在東西伯利亞尋找猛犸象牙時(shí)，發(fā)現(xiàn)一只距今約30000年的洞穴獅幼崽，科學(xué)家推測(cè)它很可能是洞穴坍塌之后被埋在了永凍土中，由于凍土層逐漸融化而露出地面。
2018年夏季，科學(xué)家們?cè)谘艓齑目藮|北部英迪吉卡河附近，挖掘出一只有著完整的皮毛、胡須和牙齒的幼崽尸體，它長(zhǎng)有獨(dú)特鋒利牙齒。古生物學(xué)家通過放射性碳定年方法對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)后，它一只生活在大約1.8萬年前的雄性動(dòng)物。
2020年8月，俄羅斯一個(gè)科學(xué)考察隊(duì)在西伯利亞雅庫特北部永久凍土層中發(fā)現(xiàn)一只已滅絕的、渾身覆蓋褐色毛發(fā)的披毛犀幼崽，生存時(shí)間可能在20000至50000年前，由于其遺骸常年處在永凍土中，以至于被它的最后一餐還完好地保留在了胃里。
而披毛犀又稱為長(zhǎng)毛犀牛，是最晚滅絕的史前犀，大約在10000年前滅絕，與它最接近的現(xiàn)代生物是五種犀牛中最小的蘇門答臘犀牛。
同樣是發(fā)生在2020年，俄羅斯一位14歲的女學(xué)生，在西伯利亞地區(qū)的海岸上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)冰凍的生物，后經(jīng)考古學(xué)家鑒定，這是一只“出生”在冰河時(shí)期的旅鼠，距今已有41305歲了。
像這樣在凍土層發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物尸體非常多，包括但不局限于猛犸象、古老的雄性物種、洞穴獅幼崽、長(zhǎng)毛犀牛、史前小馬木乃伊等，可以用“家常便飯”來形容。
凍土消融會(huì)帶來哪些影響？
如今，類似這樣的史前生物被發(fā)現(xiàn)的頻率也是越來越高，雖然這些被永凍土封存完好的“標(biāo)本”有利于科學(xué)家更好地研究遠(yuǎn)古時(shí)期的生態(tài)，包括還原史前生物的身體構(gòu)造及特點(diǎn)，能夠還原史前生物的DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
但是不得不說，史前生物屢次被發(fā)現(xiàn)，恰恰也說明全球凍土正在不斷地消融，帶來的影響首當(dāng)其沖就是全球碳排放失控，一旦大氣層二氧化碳濃度的升高，溫室效應(yīng)就更強(qiáng)，從而加速全球變暖，這將意味著再次引發(fā)“極熱事件”的發(fā)生，其結(jié)果就是導(dǎo)致大量物種急劇滅絕。
并且凍土的消融對(duì)于很多國(guó)家的基建來說也是毀滅性的，尤其是地處高緯度地區(qū)的俄羅斯、加拿大、美國(guó)以及北歐的幾個(gè)國(guó)家，許多的城市、工廠、公路、鐵路、石油以及天然氣管道等都修建在永久凍土上，它們會(huì)隨著凍土的消融而發(fā)生沉降，而為了降低影響不得不花費(fèi)巨額投資要么重建，要么往低緯度地區(qū)搬遷。
2020年的6月，俄羅斯諾里爾斯克市發(fā)生了2萬噸柴油泄漏事故，導(dǎo)致大量的柴油流入河流中，對(duì)河流造成了嚴(yán)重的污染，引起事故的客觀原因就是永凍土融化導(dǎo)致支撐儲(chǔ)存柴油的罐體支柱發(fā)生傾斜。
而我國(guó)是世界上凍土面積第三大的國(guó)家，永凍土主要分布在青藏高原以及東北地區(qū)的大小興安嶺等地，其中我國(guó)的青藏公路、青藏鐵路、青藏高速公路以及川藏鐵路鐵路就有大量路段在凍土帶上經(jīng)過或規(guī)劃從永凍土帶經(jīng)過，以2006年建成通車的青藏鐵路為例，鐵路穿越多年連續(xù)凍土里程達(dá)550公里，占線路總長(zhǎng)的28.1%，如果全球氣候變暖的趨勢(shì)得不到遏制，那么包括青藏鐵路在內(nèi)的我國(guó)很多基建也將受影響。
近日，最新出版的美國(guó)《當(dāng)代生物學(xué)》雜志刊載了俄羅斯研究人員關(guān)于復(fù)活2.4萬年前蛭形輪蟲的研究報(bào)告。該研究團(tuán)隊(duì)是在西伯利亞的凍土中發(fā)現(xiàn)這種微生物的，并通過放射性碳同位素測(cè)年法測(cè)定，含有蛭形輪蟲土壤的樣本年齡大約為2.4萬年。
而此前的研究認(rèn)為，這種長(zhǎng)度不超過人類精子長(zhǎng)度的四倍的微小動(dòng)物，在零下20攝氏度的環(huán)境當(dāng)中只能存活10年，此次最新的研究成果無疑推翻了這一理論。
并且蛭形輪蟲的成果復(fù)活，這也再次證明永凍層不僅是一個(gè)巨大的碳庫，而且還封存著許多危險(xiǎn)的生物，一旦永凍層消融，將會(huì)給地球帶來難以想象的嚴(yán)重后果。
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