北极变暖 正在消失的永久冻土会释放病毒和细菌 永久冻土中有什么？

　　随着气候变化使北极变暖，融化的冰可能会释放出危险的化学物质和放射性物质，这可以追溯到冷战时期。一项新的研究表明，正在消失的永久冻土还会释放病毒和细菌，这些病毒和细菌已经在北极的冰层中沉睡了数万年。

　　通过仔细研究历史记录和过去对污染的研究，研究人员发现，除了核爆炸和汞、砷和 DDT 等污染物的影响外，所谓的玛土撒拉微生物——已被锁定在永久冻土中数千年的微生物——可能会苏醒如果气候变化融化北极冰层，微生物解冻。这可能释放的细菌是对抗生素具有抗药性，或引入病毒，人类从来没有遇到过的。

　　根据美国国家冰雪数据中心（NSIDC）的说法，“永久冻土”一词描述了连续冻结两年或更长时间的地面，可能包括单独的土壤或与冰混合并被雪覆盖的泥土。根据 NSIDC 的数据，永久冻土覆盖北半球约 900 万平方英里（2300 万平方公里），其厚度从不到 3 英尺（1 米）到超过 3,000 英尺（1,000 米）不等。

　　大多数北极永久冻土覆盖持续了 800,000 到 100 万年，但气候变化甚至正在侵蚀一些最古老的冰层。根据北极理事会发布的2020 年北极报告卡，北极变暖的速度至少是世界其他地方的两倍，过去 15 年来，该地区已经变暖和融化，冰冻的景观已经发生永久性转变。美国国家海洋和大气管理局 （NOAA）。

　　北极变暖的已知危害之一是释放大量温室气体。据 Live Science 在 2020 年报道，融化的永久冻土每年释放数百万吨二氧化碳和甲烷，随着地球继续变暖，这一数量可能会增加。

　　但直到现在，科学家们还不知道储存在永久冻土中的污染物所造成的危害程度——“从微生物和潜在病毒，到核废料、化学品和汞。”该研究的主要作者金伯利·迈纳(Kimberley Miner)说，他是加州理工学院(JPL-加州理工学院)美国宇航局喷气推进实验室的科学系统工程师。

　　永久冻土中有什么？

　　作者写道：“科学家们审查了数百项先前的研究，以对新北极内出现的微生物、病毒和化学危害进行分类，并推荐研究优先事项以量化和解决这些风险。”

　　自从 1950 年代开始核试验以来，放射性物质就被倾倒在北极。研究人员发现，在冷战期间，从二战结束到 1991 年，美国和苏联在北极进行了核试验和研究，在土壤和永久冻土中留下了高水平的放射性废物。

　　1959 年至 1991 年间，苏联在该国的新地岛群岛引爆了 265 兆吨的核能；根据这项研究，俄罗斯人还在巴伦支海和喀拉海击沉了 100 多艘退役的核潜艇，释放出放射性钚和铯，今天可以在海底沉积物和冰盖以及冰川下的植物和土壤中检测到这些钚和铯。

　　位于格陵兰岛的核动力研究中心美国世纪营地产生的放射性废物在 1967 年该站点退役时被遗弃在冰下。现在，这些冰正在迅速消退，每年损失约 268 吨（243 公吨）。一年，随着北极变暖。1968 年，一架美国 B-52 轰炸机在格陵兰岛的丹麦图勒空军基地附近坠毁，其核导弹有效载荷破裂并将四枚炸弹中的铀和钚释放到冰盖中。研究作者报告说：直到 2500 年，北极辐射水平可能仍然有害。

　　数十年来在北极数万平方英里的采矿业也留下了富含汞、砷和镍等有毒重金属的废物。根据这项研究，这些污染物已经深入北极土壤，可能威胁到阿拉斯加、加拿大、格陵兰、斯堪的纳维亚和俄罗斯的野生动物和人类社区。研究人员发现，估计仅 880,000 吨（800,000 公吨）的汞储存在永久冻土中，目前的变暖趋势可能会使北极的汞排放量到 2300 年增加 200％。

　　北极永久冻土层还储存了 2000 年代初被禁用的危险化学品，例如杀虫剂 DDT（二氯二苯三氯乙烷）和 PCB（多氯联苯），这是一组广泛用于冷却液的化学品。这些和其他持久性有机污染物或持久性有机污染物通过大气进入北极，随着时间的推移变得集中在永久冻土中。“然而，很少有研究追踪持久性有机污染物的运输和风险，表明这些化学物质在北极系统内的影响被低估了。”

　　微生物威胁也可能潜伏在北极永久冻土中。由于北极微生物已经进化到能够在极少获得营养或水的情况下在零度以下的温度下生存，因此即使在深度冻结数千年后，许多微生物仍然能够恢复生机。科学家们报告说：“在之前的研究中，其他研究人员在永久冻土中恢复了可追溯到 30,000、120,000 甚至 100 万年前的细菌种群。”

　　但确定永久冻土中的污染物只是计算它们对北极及其他地区的风险的一部分；Miner说：“等式的另一部分是永久冻土融化的速度。”

　　“有逐渐解冻，这只是从顶部缓慢向下移动的逐年解冻。然后是突然解冻，例如，你可以在几周内失去永久冻土山的整个一侧。那就是为了了解这些事物何时以及如何出现，需要绘制这种差异。”Miner 说。

　　她补充说：“另一个重要因素是，不同的污染物会带来不同程度的风险，这取决于污染物的数量、暴露时间以及人类和野生动物可能会与之接触的方式。”出于这个原因，研究人员的下一步可能是为最近发现的永久冻土中的污染物分配风险概况。但是，评估永久冻土中的玛土撒拉微生物的风险更加困难，因为尚不清楚古代冻土中会出现哪些类型的细菌和病毒。

　　“我们对什么样的极端微生物——长期生活在许多不同条件下的微生物——有重新出现的潜力知之甚少。”Miner说：“这些微生物与巨型树懒或猛犸象等生物共同进化，我们不知道当它们被释放到我们的生态系统中时会做什么。”

　　Miner说：“从长远来看，将这些生物和污染物留在它们的永久冻土墓穴中比在它们逃脱后试图控制它们更可取。”

　　“确保我们竭尽全力，保持永久冻土冻结绝对至关重要。”她说。