不再凍的凍土層
全球暖化的議題一向受廣泛關注。暖化現象不但令冰川融化和海平面上升,亦會引發極端天氣,影響人類健康。除此以外,還有一個藏於地下、表面看不見的危機正在迫近我們──凍土層解凍。
「凍土層」是指連續兩年以上冰封的土層,亦稱為「多年凍土層」。現時北半球有四分之一的陸地被凍土層所覆蓋,其覆蓋範圍主要在北極圈地區和高海拔的地域。凍土層是一個巨型碳庫,它把數千以至數萬年前死去的動植物的有機殘留物以冰封形式保存起來。有科學家估算 (1),凍土層內的有機碳,約佔全球地下有機碳含量的一半。隨著全球平均氣溫上升,一旦凍土層被解凍,微生物會把凍土層中的碳分解,釋放二氧化碳和甲烷(即溫室氣體)到大氣中,繼而加劇全球暖化,形成惡性循環。
香港中文大學理學院「地球系統科學課程」助理教授劉琳一直致力研究凍土層,他的研究著力於收集數據及研發新技術,以了解凍土層融化的情況及其影響。對於有科學家估計 (2),因凍土層持續融化而釋放出來的溫室氣體將於本世紀末使地球氣溫上升0.2攝氏度。到底凍土層融化會否使地球大幅度升溫?劉教授認為現時下定論屬言之過早。凍土層解凍的過程相對緩慢,但解凍的速度會隨著所在區域的不同而有所差異,所以,凍土層解凍及其影響絕對不容忽視。
劉教授指出,凍土層的溫度增加,會從多方面威脅人類健康及自然生態。首先,凍土層在儲藏碳的同時,也儲藏了其他化學物質如水銀,凍土融化後水銀會流入河流或海洋,污染水資源 (3)。其次,凍土內的遠古細菌及病毒亦可能被解凍而恢復生機,影響人類健康。第三,凍土層融化會減低土地的穩定性,導致地陷和山泥傾瀉等地質災害,嚴重威脅在凍土層上興建道路與建築物的地區(如青藏高原)的安全。
科學家現時可利用不同的遙感及現場測量方法監察凍土層的狀態,觀察凍土層地表的移動及崩塌狀態,亦可以利用電腦程式配合環境數據去模擬地面溫度、植被,以及地下水和氣體的改變,從而推測凍土層的融化程度及其結構有否變動。
工程學上有很多方法降低地底溫度,例如在地底放置溫度調節裝置,但凍土層覆蓋範圍極廣,工程降溫方法的應用有限。劉教授說:「危機一觸即發,為地球降溫是化解危機的唯一希望。大家應該即時實踐低碳生活,減低碳足跡。」
應對氣候變化,有賴全球共同努力。
參考資料
- Tarnocai, C., J. G. Canadell, E. A. G. Schuur, P. Kuhry, G. Mazhitova, and S. Zimov (2009). Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region, Global Biogeochem. Cycles, 23, GB2023, doi: 10.1029/2008GB003327.
- MacDougall, A. H., C. A. Avis and A. J. Weaver (2012). Significant contribution to climate warming from the permafrost carbon feedback, Nature Geoscience, 5, 719–721, doi: 10.1038/ngeo1573.
- Rydberg, J., J. Klaminder, P. Rosén, and R. Bindler (2010). Climate driven release of carbon and mercury from permafrost mires increases mercury loading to sub-arctic lakes. Science Of The Total Environment, 408(20), 4778-4783, doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.06.056.