为了更全面地了解气候变化是如何影响地球上的冰冻地区，科学家们正在结合从空气、陆地和太空收集的数据。

冻土层融化会导致地形的丧失，如图所示，阿拉斯加Drew Point沿岸的部分悬崖已经坍塌到海洋中。资料来源:美国地质勘探局本杰明·琼斯

被困在地球永久冻土层内的是数不清的温室气体、微生物和化学物质，包括现已被禁用的杀虫剂等。随着地球变暖，永久冻土正在以越来越快的速度融化，科学家们正在试图确定融化的潜在影响时面临的许多不确定因素。

今年早些时候发表在《Nature Reviews Earth & Environment》杂志上的一篇论文研究了永久冻土研究的现状。除了突出关于永久冻土融化的结论外，这篇论文还关注了研究人员正在围绕它寻求如何解决这一问题。

基础设施已经受到影响：永久冻土层融化导致了巨大的天坑、电线杆倒塌、道路和跑道受损，以及树木倒塌。更难看到的是冻土里的土壤、冰和死有机物的混合物。研究人员观察了杀虫剂和微生物等化学物质是如何从融化的永久冻土层中释放出来的，这些物质中有些已经冻结了数千年。

永久冻土融化对地球碳的影响：据估计，仅北极永久冻土就含有1.7万亿吨的碳，包括甲烷和二氧化碳。这大约是2019年全球化石燃料排放的碳总量的51倍。冻结在永久冻土层中的植物物质不会腐烂，但当永久冻土层解冻时，植物物质中的微生物开始分解这些物质，将碳释放到大气中。

位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的气候研究员、该论文的主要作者金伯利·米纳(Kimberley Miner)说：“目前的模型预测，未来100年内，我们将看到一波碳从永久冻土释放到大气中”。但关键细节——比如碳排放的数量、具体来源和持续时间仍不清楚。

虽然这篇综述论文发现，地球极地地区变暖的速度最快，但它对碳排放增加如何导致北极地区更干燥或更潮湿的情况没有定论。更确定的是，北极和南极的变化将波及低纬度地区。地球的极地有助于稳定地球的气候。它们有助于推动热量从赤道向高纬度地区的转移，从而形成大气环流，为急流和其他洋流提供动力。一个更温暖、永久无霜的北极可能会对地球的天气和气候产生难以估量的影响。

一个集成的方法

为了了解融雪的影响，科学家们正越来越多地从地面、空中和太空对地球进行综合观测——论文中概述了这些技术。每种方法都有其优点和缺点。

例如，地面测量可以精确监测局部区域的变化，而机载和天基测量可以覆盖广阔的区域。地面和空中测量的重点是收集到的具体时间，而卫星则不断地监测地球——尽管它们可能受到云层覆盖、一天的时间或卫星任务的最终结束等因素的限制。

他们希望通过结合多个平台进行测量，可以帮助科学家更全面地了解两极的变化，因为那里的永久冻土层融化得最快。

米诺正在与同事一起研究冻土中冻结的微生物的特征，而其他人则在使用机载仪器测量甲烷等温室气体的排放。此外，机载和卫星任务可以帮助确定永久冻土层的排放热点。

还有一些正在进行中的卫星任务，将提供更高分辨率的碳排放数据。欧洲航天局哥白尼高光谱成像任务将绘制土地覆盖的变化，并帮助监测土壤性质和水质。美国宇航局的地表生物和地质任务(SBG)也将使用基于卫星的成像光谱技术来收集研究领域的数据，包括植物及其健康;与山体滑坡和火山爆发等事件相关的陆地变化；冰雪的积累、融化和亮度(这与有多少热量被反射回太空有关)。

SBG是美国宇航局地球系统天文台的几个未来地球科学任务之一的重点领域。这些卫星结合在一起，将提供从地球表面穿过大气层的三维、整体的地球视图。它们将提供关于气候变化、自然灾害、极端风暴、水资源供应和农业等主题的信息。

米诺说:“每个人都在尽可能快地竞赛，以了解极地发生了什么。”“我们了解得越多，我们对未来的准备就越充分。”

引自：https://climate.nasa.gov/news/3153/thawing-permafrost-could-leach-microbes-chemicals-into-environment/