融化中的永久冻土，Huston Bay，加拿大
若在五年前你问永久冻土方面的研究员Vladimir Romanovsky，问他是否会担心由于全球气候变暖而使得阿拉斯加北坡（NorthSlope of Alaska）的永久冻土会在这个世纪处于融化的危险之中，他也许会说不会。他会告诉你接近大陆北部的永久冻土更冰冷一些，所以会比阿拉斯加内陆较温暖的冻土土壤更牢固。
“我不能再那么说了。”上个月他在洛杉矶举办的美国地理联合会（American Geophysical Union）年会上这样告诉记者。
由Romanovsky在会上所展示的一份新的工作报告中提到，如果全球变暖没有得到缓解，超过一半的北坡冻土（面积超过明尼苏达州）将在本世纪末融化。这种融化存在的潜在威胁包括危及某些地层结构、当地生态系统以及存在释放出更多聚集热量的温室气体进入到大气层中。
Romanovsky已经观察到北坡冻土温度上升的趋势，以及融化对地质结构破坏和地面塌陷现象。
当永久冻土融化
永久冻土带是即使在相对温暖的夏季月份里也能保持至少两年冰冻状态的土壤。它早已是北坡冰天雪地生活中的一部分，支撑着建筑物、道路及其他基础设施。它的融化将会带来相当大的破坏：在Romanovsky的陈述过程中，他展示了几张照片，是关于位于西伯利亚开裂的建筑物和北坡难以分辨出的道尔顿高速公路（Dalton Highway）损坏部分。
冻土的融化还会引起当地生态系统的潜在变化，改变水穿过土壤的流经路径，以及供植物动物赖以生存环境。
还有一部分担忧来自被封存在冻土中的烃类物质，当冻土带融化时它会以甲烷的形式被释放到大气中，带来全球范围的巨大开支。相对于目前主要的温室气体--二氧化碳来说，尽管甲烷释放量少且存在时间短，但其分子特性能够聚集更多的热量，导致更为严重的温室效应。
基于以上原因，对于升温中的地球会对北冰洋冻土带产生怎样影响的问题，科学家们正在试图给出更好的解释。
人们将温度传感器深入到北坡各个区域的地层中，即使是在深度超过60英尺的地方，依然可清楚的看到在过去三十年中冻土带温度上升的趋势。
放置于Deadhorse也是最北部地区的温度探测器所测得的年平均温度显示出“强劲的升温趋势”， Romanovsky说，它已经从1988年的17.6℉（-8℃）升到现在的26.6℉（-3℃），上升约5.5℉（3℃）。
当温度上升用分布图的形式来和大气温度分布图来比较时，可看出较高的同步性。Deadhorse 在相同时期温度上升约为8℉（4.5℃）。Romanovsky说“从长远来看，冻土带的温度升高和大气温度升高趋势是一致的。”
通过两种情况对2010S、2050S和2009S的测量，得到横跨阿拉斯加北坡的土地年平均温度的变化趋势。左图是中世纪的温室气体的释放量水平，右图为温室气体释放量并没有减小的情况。
点击图片来放大。Credit：Dmitry Nicolsky.
两种未来
研究者们和阿拉斯加的居民想要知道，温度是否以及何时会上升到冰点以上。为了解释这个问题，Romanovsky和他的同事们合并了由两种情况中所显示的升温冻土带模型数据，这两种情况曾在最近的政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change）的报告中使用过。一个假设是温室气体释放量持续不衰减，另一个假设是稍有降低，与中世纪排放量趋于持平。
他们发现两种情况之间有着“非常非常大的差异”，Romanovsky说到。虽然两者都显示了温度的上升和永久冻土带的融化，但在释放量趋缓的情况下冻土融化现象明显较弱。
Romanovsky说即便有所缓和，北坡的冻土带也会“远远比现在温暖”，但是大部分还是会保持在至关重要的冰冻点以下。若没有缓和，超过三分之二，深度超过6英尺的永久冻土会接近或超过冰冻点。
覆盖于冻土之上的土壤层，在这两种情况下会随着季节变换而融化或冰冻，随之这种土壤层都会更深一些，但若释放量不减缓这种深度将进一步扩大。依据模型显示，若温室效应减缓，大多数土壤层在冬天将重新冰冻：否则，超过一半的冻土带会永久地融化至16英尺的深度。
Romanovsky说“这样融化的结果将导致地表下沉。”他指出，若对升温不加控制，沉降高度将达数米。
Torre Jorgenson，一位来自位于Fairbanks的Alaska Ecoscience的冻土带研究员，并不认为像一些研究者们所说的那样深层冻土将受到威胁。他指出，即便冻土带达到冰点/融点，仍需大量热量来使土壤中的冰真正意义上的融化。此外，一些复杂因素诸如植物体和水流的变化都会有利于巩固冻土带。
Romanovsky承认虽然在综合这些影响因素方面的模型存在局限性，但他认为这些因素或许反而会加剧冻土层的消融。他和其他模型构建者们正致力于改进模型以融合更多的过程因素，并帮助我们更好地解释随着全球持续变暖，冻土带将会如何发展。
但就这项研究的结果，他给出了建议；“我们或许应该努力将气候维持在一个更缓和的样子。”
本文许可转载来自气候中心。文章首次发表于2016年1月14日。
翻译：房体明
审稿：林然
原文链接：http://www.scientificamerican.com/article/warming-may-mean-major-thaw-for-alaskan-permafrost/
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