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冻土融化导致北极地区发生数千起山体滑坡

永冻层的加速融化将导致北极地貌和生态系统发生深刻变化,戴夫·佩特利写道。

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北极海域沿岸的冻土曾融化坍塌。图片来源:Jeffrey Kerby

早春时节,阿拉斯加北岸死马镇(Deadhorse)的平均气温是零下17°c。但由于全球变暖对北极的影响大于其他任何地方,情况变化很快。2019年3月底,死马镇温度达3°c,比长期以来这个季节的平均气温高了整整20°c

如此大的气温波动既不正常,也不自然。我们必须了解它们对环境的长期影响。日前科学家对加拿大北部沿海相对靠近死马镇的一个岛屿进行了研究,发现的证据显示北极变暖正导致数千起滑坡事件,可能会永远改变该地区的地貌。

这些滑坡都发生在高纬度地区,那里的地面由冻土和岩石组成,称为“永冻层”。越靠近极地且海拔越高的地方,地表可能终年冻结。或许是因为海拔较低或离极地较远,有些地方夏季气温不那么寒冷,这些地方基本上每年地表的永冻层都会融化。融化的土层通常吸足了水分,因此非常脆弱,随着冰层一点点融解,会形成冰缘沼泽。永冻层位于斜坡上时,融化往往导致土壤结构不稳,从而发生滑坡。

随着气温上升,温度在冰点以上的“夏季月份”可能会延长至春秋两季,气温最高的日子变得更加炎热,永冻层大面积融化,由此带来的一个潜在影响就是滑坡增加,近期的研究发现,有证据表明滑坡可能发生在一些高海拔地区的斜坡上。

但加拿大发表在《自然通讯》杂志上的一项最新研究显示,近年来滑坡急剧增加——甚至在海平面高度上也有发生。研究人员主要研究了班克斯岛。该岛覆盖着一片面积与斯里兰卡或爱尔兰相当的无树苔原,岛上居住着112人,以及6.8万只麝牛。

北半球冻土分布。图片来源:Tingjun Zhang,美国国家冰雪数据中心

他们研究了一类特殊的滑坡——“倒退解冻滑塌”,这种滑坡发生在相对平缓的斜坡上,速度通常较慢,但问题在于滑坡一旦开始,其下滑的趋势就很难抑制。

研究队伍在班克斯岛1984至2015年间的档案图像中查找滑坡的迹象,结果令人震惊:1984年只发现了63起活跃的倒退解冻滑塌,但到了2013年这一数字增至4077,增长了60倍。科学家将研究期间每年新发生的滑坡数量绘制成图,发现其中许多出现在温度异常高的夏季。4个夏季最温暖的年份——1999年、2011年、2012年和2013年——发生了近3900起滑坡。

1984年仅有63个活跃滑坡区(红点),2013年则达到了4,077个。制图:Lewkowicz等 

滑坡可能发生在整个北极地区

这项研究意义重大。首先,研究从滑坡入手,凸显了永冻层融化速度的急剧上升。滑坡释放的沉积物会进入水道,因此大多数滑坡都会造成河道的严重侵蚀,即使离滑坡地较远的湖泊和河流也会因此而发生变化。

其次,很明显这些变化都与夏季高温有关。虽然这项研究仅考察了加拿大的一个岛屿(面积很大),但该地区的气候或地质并无特殊之处,说明其他永冻层地区也会发生类似的情况。

最后,北极温度上升意味着永冻层融化的速度可能会明显加快。根据政府间气候变化专门委员会的预测,研究人员预计到2075年仅这一区域每10年就将发生1万起甚至更多的滑坡。如果将这一结论也适用于加拿大、西伯利亚以及其他地区的永冻层,那么高纬度气候变化将对当地地貌造成重大影响。虽然这些地区的生态系统有可能会因此而发生变化,但具体发生怎样的变化目前还无法预计。

随着时间的推移,我们将更好地了解气候变化是如何改变极地地貌的。很明显,永冻层对变化极为敏感——影响可能非常深远。

 

本文原载于《对话》

 

翻译:金艳

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