研究有时会用数据证明我们或多或少已经知道的事情。锻炼对你有好处,污染的空气对你没有好处。然而,有时我们的直觉是错误的,科学发现让研究人员和我们其他人感到惊讶。最近的一个例子是北极苔原中湖泊消失的现象。
你可能会认为这些湖泊会扩大,而不是消失。随着气候变化使苔原变暖——融化地表积雪和冰,并解冻冻土层——应该有更多的地表水。由于额外的水,现有湖泊应该会扩大,新的湖泊可能会出现。然而,最近,科学家们观察到的不仅是湖泊缩小,而且还有完全消失的湖泊。一篇今年发表在《自然气候变化》杂志上的论文,基于卫星图像,发现在过去20年中,整个北极地区都出现了广泛的湖泊消失现象。由佛罗里达大学博士后研究员伊丽莎白·韦伯领导的科学团队发现,在北极82%的湖泊丰富的地区,湖泊已经缩小或完全消失。
科学家们早就认识到全球变暖会解冻冻土层,而且像许多气候影响一样,这种影响似乎发生得比预测的要快。但真正的惊讶是关于冻土环境中的水体。
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许多科学家都认同这种常识性的预期,即随着冻土层的融化,由于更多的融水流入湖泊,湖泊最初会扩大。研究人员预测,最终,21世纪和22世纪的持续变暖将使北极足够干燥,湖泊将开始缩小。但现在看来,北极湖泊消失的时间比预测的早一个世纪或更长时间。
在一个更热的气候中,湖泊逐渐减少与湖泊在不到一年的时间内从视野中消失之间存在很大差异。在2018年夏季末,在当时有记录以来最温暖和最潮湿的冬季之后,阿拉斯加西北部的192个湖泊完全或部分干涸。一些据信存在了数千年的大型湖泊在似乎是几个月的时间里急剧缩小。科学家们将这种现象称为“灾难性湖泊排水”。
是什么导致了这种情况?基本上,地面变得更加可渗透。我们谈论“坚实的地面”,但它的岩石、矿物质和有机物颗粒实际上在它们之间有空间。在北极以外,这些空间充满了空气或水;地表水排入其中。(你在下雨后会看到这种情况,几个小时后,水坑就消失了。)北极景观有所不同。在永久冻土层中,孔隙空间充满了固体冰,因此液态水无法轻易渗透。但是当冻土层融化时,水可以向下流动。因此,这些遥远的北方湖泊正在消失,因为随着冻土层变暖,地表水可以迅速排入地下。
为什么科学家们错过了这一点?韦伯和她的同事提出的一个原因是,大多数气候模型假设冻土层的融化仅由空气变暖驱动。新的证据表明,降雨——特别是秋季降雨的增加——现在正在大大促进冻土层的流失。降雨将热量带入地下。然而,大型耦合模式比对项目(CMIPs)中的模型都没有包含这样的过程。这是一个很好的例子,说明了为什么——无论我们的模型多么复杂,或者将来可能会变得多么复杂——我们需要直接观察自然世界。
湖泊占北极低地的40%之多,它们为土著社区提供重要的淡水,并为各种动植物提供重要的栖息地。伴随这些湖泊的沼泽地区的丧失也可能导致野火增加,这在一个令人担忧的反馈循环中,融化了更多的冻土层。这种冻土层含有大量的甲烷,甲烷是一种温室气体,在短期内,其大气变暖能力是二氧化碳的80倍。甲烷的快速释放可能会极大地加速全球变暖。
当然,有一条拯救北极湖泊的明确途径:停止导致全球气候变化的碳污染。