誰偷走我們的永久凍土

陳營華

2015年4月

2014年7月，在俄羅斯北部的亞馬爾半島發現了一個約30米闊的大洞穴(圖一)[1]。這洞穴位於北極區的永久凍土範圍內。永久凍土一般指地面上沒有樹林的平原，而平原下土壤的溫度連續兩年或以上在0°C 或以下[2]。有研究員估計該洞穴是由於困在永久凍土內的甲烷(或稱沼氣)爆發而形成。永久凍土受熱而溶解，引致甲烷積聚而使內裏的氣壓上升，直至氣壓過高時發生爆炸，噴走上層的土壤而形成洞穴。隨後在亞馬爾半島及其他俄羅斯北部地區亦相繼發現了更多類似的洞穴[3]。

圖一相片顯示2014年7月在俄羅斯北部亞馬爾半島發現的大洞穴(上)及其位置(下)
(相片來源: Professor Bogoyavlensky/The Siberian Times (這連結會以新視窗打開。https://siberiantimes.com/home/)).

大部分永久凍土都位於高緯度的北極及南極區域，而在較低緯度地區的高山也可存在永久凍土（高山永久凍土）。在北半球，永久凍土佔總陸地面積約百分之二十四[4]。永久凍土分布於廣泛地區，包括俄羅斯北部、加拿大、阿拉斯加及格陵蘭。生長在永久涷土的植物主要為矮細的灌木、草、台蘚及地衣。

圖二加拿大道森市一間受地下永久凍土溶解而受損壞的房屋。
(相片來源: Andrew Slater 及美國國家冰雪數據中心)

全球變暖是永久凍土的一大威脅。當永久凍土溶解，釋出甲烷及二氧化碳，兩者皆為溫室氣體。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會的第五份評估報告，氣候變化引發高緯度及高山地區的永久凍土溶解，這推斷的置信水平很高[5]。事實上，永久凍土的面積正在萎縮，這現象已出現在一些地區如北俄羅斯及青藏高原 [6]。永久凍土的溶解引致上層的土壤下陷及變得不平均，觸發土地沉降。這嚴重影響建築在永久凍土上的房屋、橋樑、道路及鐵路。再者，永久凍土繼續暖化會使更多矮細灌木入侵苔原地域，取替原本在該區生長的地衣及其他植物。在阿拉斯加，地衣是馴鹿的重要食糧，地衣的消失將會影響這類動物的生長及數量[7]。

雖然對北俄羅斯大洞穴的成因還有待確定，但是科學家憂慮永久凍土的溶解會釋放更多甲烷和二氧化碳，進一步加劇全球暖化現象，特別是甲烷所產生的溫室效應比二氧化碳更為厲害。自1750年起，大氣層的甲烷濃度已上升及超越工業革命前的濃度約百分之一百五十[8]。現時雖仍難以準確地估計由永久凍土溶解而產生的甲烷和二氧化碳的容量[9]，但我們必須繼續關注甲烷濃度的上升趨勢。

參考資料：
[1] 這連結會以新視窗打開。“Mysterious Siberian crater attributed to methane”, Katia Moskvitch, 31 July 2014, Nature.
[2] Annex III: Glossary. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
[3] 這連結會以新視窗打開。“Dozens of new craters suspected in northern Russia”, Anna Liesowska, 23 February 2015, the Siberia Times.
[4] 這連結會以新視窗打開。Policy Implications of Warming Permafrost, United Nations Environment Programme, 2012.
[5] Summary for policymakers. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
[6] Observations: Cryosphere. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
[7] 這連結會以新視窗打開。Climate Impacts in Alaska, United States Environmental Protection Agency.
[8] Summary for policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
[9] Agriculture, Forestry and Other Land Use (AFOLU). In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.