北極凍土之下，埋藏著地球數(shù)萬(wàn)年來(lái)積累的有機(jī)物質(zhì)，一直以來(lái)，低溫是它們最可靠的保險(xiǎn)箱。

但這個(gè)保險(xiǎn)箱正在失效。

馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校地球科學(xué)家邁克爾·羅林斯領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，剛剛在《全球生物地球化學(xué)循環(huán)》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)歷時(shí)數(shù)年、覆蓋44年氣候數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性研究，以迄今最高的空間分辨率，清晰呈現(xiàn)了北極永久凍土加速融化的真實(shí)圖景。結(jié)論令人警醒：河流正在將數(shù)千年前封凍的古老碳，以越來(lái)越快的速度輸送進(jìn)北冰洋，而這個(gè)過(guò)程一旦形成規(guī)模，將以人類目前難以干預(yù)的方式加劇全球變暖。

研究團(tuán)隊(duì)選擇的考察區(qū)域，是阿拉斯加北坡的一片廣袤土地，面積大致與威斯康星州相當(dāng)，數(shù)百條河流和溪流從這里匯入波弗特海。他們將氣候模型的空間分辨率提升至每個(gè)網(wǎng)格單元1平方公里，這比此前普遍使用的25公里網(wǎng)格精細(xì)了625倍，捕捉到了過(guò)去粗糙模型根本無(wú)法察覺的局部變化細(xì)節(jié)。

模型運(yùn)算本身就是一項(xiàng)壯舉，每次完整模擬需要在馬薩諸塞州綠色高性能計(jì)算中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)上連續(xù)運(yùn)行10天。

數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的圖像，讓研究者們難以樂(lè)觀。在過(guò)去44年里，阿拉斯加北坡的徑流量持續(xù)增加，河流攜帶的溶解性有機(jī)碳濃度同步上升。更值得注意的是，融化季節(jié)已經(jīng)顯著延長(zhǎng)，不再止步于盛夏，而是一直延伸到九月甚至十月。秋季本應(yīng)是凍土重新封閉的時(shí)間窗口，如今這扇窗越來(lái)越難關(guān)上。

羅林斯坦言，直接觀測(cè)數(shù)據(jù)的匱乏是研究這一地區(qū)最大的障礙："阿拉斯加北部的直接觀測(cè)數(shù)據(jù)非常稀少，我們沒(méi)有足夠的河流測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)量化整個(gè)北坡河口的水量輸入。"這也正是他花費(fèi)25年時(shí)間開發(fā)永久凍土水平衡模型的原因，模型在這里填補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)觀測(cè)留下的空白。

理解這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵，在于弄清楚"活動(dòng)層"是什么。

永久凍土并非鐵板一塊，其最上層存在一個(gè)每年隨季節(jié)凍融交替的土層，被稱為活動(dòng)層。隨著氣候持續(xù)升溫，活動(dòng)層正在一年年加深，越來(lái)越多此前從未參與過(guò)地球表面碳循環(huán)的古老有機(jī)物，開始以溶解性有機(jī)碳的形式進(jìn)入河流水體，最終抵達(dá)海洋。

進(jìn)入北冰洋后，其中一部分溶解性有機(jī)碳會(huì)被微生物降解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳釋放到大氣中，每年進(jìn)入這個(gè)循環(huán)的碳總量已超過(guò)2.75億噸。這一數(shù)字目前還處于可量化的范圍內(nèi)，但研究團(tuán)隊(duì)的模型預(yù)測(cè)，若當(dāng)前趨勢(shì)延續(xù)，未來(lái)80年內(nèi)北極地區(qū)的徑流量可能增加25%，地下徑流增幅甚至可能達(dá)到30%，屆時(shí)碳排放的規(guī)模將進(jìn)入另一個(gè)量級(jí)。

地理?xiàng)l件在其中扮演著被低估的角色。研究發(fā)現(xiàn)，阿拉斯加西北部的碳輸出增幅明顯高于東部地區(qū)，原因恰恰在于地形差異：西北部地勢(shì)平坦，土壤富含數(shù)萬(wàn)年積累的有機(jī)物，融化后釋放的溶解性有機(jī)碳遠(yuǎn)多于東部巖石、沙質(zhì)為主的山地土壤。平坦的地形，反而成了碳釋放的放大器。

這一切還牽動(dòng)著北冰洋的生態(tài)平衡。大量淡水和溶解碳的涌入，正在改變波弗特海的鹽度結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，沿海瀉湖生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈隨之承壓，影響范圍遠(yuǎn)不止于碳排放本身。

北極正在打開一個(gè)封閉了萬(wàn)年的碳庫(kù)，而我們對(duì)這個(gè)庫(kù)究竟有多大、釋放速度會(huì)有多快，還遠(yuǎn)未形成清晰的認(rèn)知。羅林斯直接點(diǎn)出了這一認(rèn)知缺口："有多少溶解有機(jī)碳最終流入海洋，是我們對(duì)碳循環(huán)知之甚少的部分，迫切需要更多陸地與海洋聯(lián)系的研究。"

科學(xué)家還在計(jì)算，凍土已經(jīng)開始融化。