本文最初发布于 High Country News。
北极苔原大部分地区下方是富含碳的冻土,也称为永久冻土。这个永久冻土层将大气中的碳封存起来,有时会将其储存在沼泽地下的数万年。
这些冻土被一层由植物残骸、苔藓和泥炭组成的凉爽潮湿的“毯子”隔离开来。但如果这层“毯子”被苔原野火烧毁,永久冻土就会容易融化。而当永久冻土融化时,它会释放出古代碳,土壤中的微生物随后将其转化为甲烷——一种强效温室气体,其释放会加剧气候变化,并导致全球北极地区发生根本性变化。
上个月发表在科学期刊《环境研究快报》(Environmental Research Letters)上的一项研究发现,苔原上的甲烷热点更容易出现在近期发生野火的区域。该研究重点关注了阿拉斯加最大的河流三角洲——育空-库斯科科姆三角洲,该区域此前已被确定为大量甲烷排放区。
美国宇航局 ABoVE 项目(北极-北方森林脆弱性实验)的一个科学家团队(该项目研究阿拉斯加和加拿大西部地区的环境变化)对 2018 年使用航空测量观测到的甲烷热点成因感到好奇。因此,该研究的主要作者、当时的一名实习生伊丽莎白·约瑟夫(Elizabeth Yoseph)将这些区域的地图与近期火灾活动进行了叠加。
她的团队发现,与未燃烧的区域相比,近 50 年内发生过野火的区域出现热点的可能性高出近 30%,如果火灾边界与水接触,这种可能性会跃升至近 90%。最近燃烧的、土壤特别富含碳的湿地出现了最高比例的热点。“火灾是增加排放量的重要影响因素,”约瑟夫说。
科罗拉多大学博尔德分校的生态学家梅丽特·图雷茨基(Merritt Turetsky)表示,这项覆盖阿拉斯加近 700 平方英里的大规模研究成果有助于补充实地测量。“我们确实需要连接实地情况和卫星图像检测到的信息,”她说。航空测量有助于科学家们了解广阔的苔原地区,因为该地区的实地研究受到交通网络(往往会避开沼泽地)的限制。
永久冻土融化的影响远远超出极北地区。野火对冻结的永久冻土的影响会推动气候反馈循环:野火释放甲烷,甲烷加速气候变化,气候变化导致更频繁的野火——如此循环往复。
苔原火灾相对仍然罕见,但预计会因气温升高和闪电活动增加而增加。一些预测表明,到本世纪末,育空-库斯科科姆三角洲的野火可能会增加四倍。由于没有高大的树木供火焰攀爬,苔原火灾倾向于在地面缓慢蔓延,燃烧数月,有时甚至会蔓延到地下,然后才重新冒出。
考虑到北极土壤下封存的碳量,潜在后果是巨大的。北极永久冻土是一个巨大的碳库,估计储存了 17000 亿吨碳。这比 2019 年全球化石燃料排放的碳总量还要多 50 多倍。
“如果我们想让我们的气候未来变得更加确定,我们就都需要关注这些大规模的、偶发的温室气体排放,”图雷茨基说。证据表明,苔原正从碳汇转变为碳(和甲烷)的排放源。“野火肯定不是好事,”她说。“这是一个大问题。这是一个临界点。”