氣候變暖或喚醒極地凍土里的致命病毒？

南海說神聊南北極的冰天雪地，除了有美景和可愛動物，仍是一個掉落的古代宿世界：致命病毒、大量的汞和溫室氣體都冰封于此。

當人們的注重力集中在殘虐于多國的新冠病毒疫情時，另一場值得提防的危險也在暗暗儲蓄積累。2月9日，南極西摩島監測到20.75℃的高溫（今朝宿世界景象形象組織已經起頭對南極監測到的高溫記實正式進行評估）。1月7日一篇頒發在bioRxiv的論文則顯示，美國科學家在青藏高原冰核樣本中發現了古老病毒存在的證據，此中包含28種新病毒。

極地冰原就像來自遙遠曩昔的時候膠囊,讓人類有機遇得以一窺被困在那邊的生物體。但跟著地球穩步進入更暖和的將來，極地的冰川凍土正面對著更大的融化風險，某些暗藏在冰層中的致命病菌，也許正伺機而動，待機會當作熟時殺人類一個“回馬槍”。

永遠凍土并不“永遠”

永遠凍土本家兒要存在于海說神聊半球，在那邊它籠蓋了大約四分之一的無冰地盤，數千年來，這里的大部門地盤都是由土壤、巖石和冰組成的膠結體，還有一些在深度凍結中保留下來的有機物。它籠蓋了海說神聊極圈和海說神聊方叢林之間的一大片地帶，橫跨阿拉斯加、加拿大、海說神聊歐和俄羅斯。南半球的凍土層較少，本家兒要存在于南美洲的安第斯山脈和南極洲下，深度從幾米到100多米不等。

永遠凍土分為上下兩層：上層每年夏日融化，冬季凍結，稱活躍層（又稱冰融層）；基層常年處在凍結狀況，稱永凍層或多年凍層。永凍層嚴寒、暗中、無氧，pH值是中性的，對于那些不需要任何新陳代謝勾當的生物來說，這是最好的保存情況。這意味著凍結在休眠狀況的微生物、種子和孢子可能會跟著溫度的升高而復蘇。

跟著全球天氣變暖的不竭加劇，兩極在加快變暖，海說神聊極變暖速度更是全球平均程度的兩倍，長此以往持續下去，永凍層常年凍結的狀況就有可能被打破。2016年，海說神聊極融水滲入了距離海說神聊頂點約1000公里的挪威斯瓦爾巴群島的一處山洞中。這里是宿世界末日種子庫，數以百萬計收集到的種子被無期限地凍結在此，這是人類在全球農作物因大災難而規模性損掉的環境下重啟農業的一種保障。好在這一次滲入的融水在達到種子庫之前就從頭結冰了，并未粉碎冰凍儲藏的種子，最終虛驚一場，不外仍是給宿世人敲響了天氣變暖的警鐘[1]。

期待復蘇的病毒

20宿世紀初，在西伯利亞暴發的炭疽熱曾導致約150萬頭馴鹿滅亡。這些動物，連同受傳染的牛，都埋在永遠凍土層的活躍層中。當溫度升高時，尸身會釋放炭疽孢子，這些孢子很輕易被從頭激活當作為傳染性細菌。2016年西伯利亞暴發的炭疽熱導致一名12歲男孩滅亡，數十人住院治療，2000多頭馴鹿滅亡。科學家揣度，此次傳染的暴發或許可以追溯到一具古老的馴鹿尸身，它是在有記實以來最暖和的海說神聊極夏日從永遠凍土層中融化出來的[2]。

冰封在西伯利亞凍土內的病毒并不只有炭疽孢子，被人熟知的天花和流感病毒可能也埋藏在這里。1918年-1919年，西班牙流感曾造當作全球5000萬到1億人滅亡，作為人類汗青上單元時候滅亡人數最多的一場瘟疫，西班牙流感在重創人類宿世界之后，病毒神奇消逝，逃得無影無蹤。直到20宿世紀90年月末期，科學家才當作功地從阿拉斯加冰凍的因大流感滅亡的人類尸身上獲得了西班牙流感病毒。最終經由過程基因測序，人們第一次知道了這到底是一種什么病毒。

2012年，俄羅斯科學家當作功“新生”了3萬年前的遠古植物(名為Silene stenophylla)，這些標本是從俄羅斯東海說神聊部永遠凍土層125英尺深的古松鼠洞窟中找到的。在營養豐碩的試管中，被冷凍了300個宿世紀的幼苗恢復了正常的生命勾當，它們在塑料罐里和泥土里發展，開花成果。不僅如斯，2014年和2015年，法國科學家還從這個古松鼠洞窟的沉積物中發現了別的兩種尚能存活的兩種3萬年前的史前病毒——Pithovirus sibericum和Mollivirus sibericum。它們可以用光學顯微鏡不雅察到，長度跨越0.5微米，所以也被稱為“巨型病毒”。在確定新生這些病毒不會對動物某人類組成威脅之后，研究人員在嘗試室培育皿中“叫醒”了它們。這兩種病毒會傳染并殺死阿米巴原蟲，它們在史前永遠凍土層中連結傳染性的事實引起了存眷[3-4]。

_{俄科學家用西伯利亞凍土里的種子"新生"的遠古植物}

不外，科學家猜測，即便沒有全球變暖，冰凍的病毒也有可能在幾個宿世紀后從頭回到情況中。海說神聊極湖泊因天然紀律而固有的周期性融化會釋放出之前被凍結的病毒，它們會被候鳥帶走或隨融水進入海洋中，傳布到人類棲身的處所。比來，加利福尼亞大學戴維斯分校的一項研究顯示，海說神聊極海冰的削減會加快傳布一種可能威脅海說神聊承平洋海洋哺乳動物的致命病毒Phocine distemper virus(PDV)。PDV是一種已知的致病菌，在某些海豹種群中已經存在了幾十年。自1988年以來，PDV已經激發了幾起涉及數萬只動物的大規模滅亡事務。研究人員研究了2001-2016年的追蹤數據，這些數據經由過程衛星追蹤了分歧地域的2500只海洋哺乳動物，以確定PDV的上升是否與海冰的削減有關系。此中有一個典型案例：2002年8月，海冰融化量達到了創記載的程度，隨后在2003年和2004年，海說神聊承平洋的Steller海獅暴發了大規模的PDV接觸和傳染，科學家們認為冰川融化可能是禍首禍首。這項歷時15年的研究成果強調了往日海冰的徹底重塑可能為海說神聊極和亞海說神聊極海豹之間的接觸斥地了道路，這使抱病毒得以進入海說神聊承平洋[5]。

冰下還暗藏著什么？

古代動植物的遺骸一向長逝于凍土中，融化的永遠凍土將使持久凍結的有機物被泥土微生物分化，從而釋放溫室氣體，這是一個潛在的主要的溫室氣體排放源。

科學家們很早就知道，永遠凍土所含的碳幾乎是大氣的兩倍——此中一大部門是腐臭的古代植物和動物的遺骸帶來的，跟著凍土解凍，會有大量二氧化碳和甲烷慢慢釋放出來。固然跟著氣溫的升高，海說神聊極植被的綠化率提高，部門二氧化碳會被植物接收，但比來一項研究顯示，凍土變暖釋放出的溫室氣體比以前想象的多得多。這個過程被稱為“俄然解凍”，固然可能只會影響海說神聊極永遠凍土層5%的面積，但科學家保守估量，這或許足以使永遠凍土層對全球變暖的總體進獻增添一倍[6]。凍土融化-釋放溫室氣體-氣溫升高-凍土融化，這個潛在的惡性輪回正在發生。

當然，永凍層排放的溫室氣體仍然比我們燃燒煤炭、石油和自然氣排放的要少。也有專家提出，并不是所有的碳城市直接轉化為溫室氣體。但任何數目的排放都將加快永遠凍土層的融化。到今朝為止，凍土層的融化估計將使報酬造當作的天氣轉變擴大10%擺布。除了這個不成估算的數目，很難展望永遠凍土層還會解凍幾多——本家兒如果因為這取決于人類的決議[7-8]。

除了加劇天氣變暖的碳，海說神聊極永遠凍土也是地球上最大的汞儲存庫。科學家們此刻認為，永遠凍土中冰封的汞幾乎是泥土、海洋和大氣中汞含量總和的兩倍。重金屬（出格是汞）以及其他今朝儲存在冰川和永遠凍土層中的遺留污染物的釋放，將降低淡水生物群賴以保存的水質。科學家們不知道這種汞會釋放幾多，何時釋放，但他們確實知道：持續的融化使汞更有可能被釋放，污染海洋，并在食物鏈中堆集[9]。

極地冰雪不單禁錮著危險，也保留了南北極地域的古代動物遺跡和人類汗青。5000年前往宿世的冰人奧茨的尸身就很好地保留在阿爾卑斯山中。冰使得他的尸身不致腐臭，這樣人類才得以窺探他曾經糊口的軌跡。別的，海說神聊極可能還有其他的水獺或尚未被發現的猛犸象的DNA。冰川的融化會加重這些寶藏臨時離開冰層，甚至是被摧毀的風險。這對人類領會地球汗青而言，將是龐大的損掉。

撰文｜祝葉華

_參考文獻

_{[1]https://weather.com/news/news/svalbard-doomsday-vault-flooded-permafrost-melt.}

_{[2]https://secretsoftheice.com/news/2017/03/09/virus-microbes-ice/.}

_{[3] Yashina et al. March 6, 2012. 109 (10) 4008-4013.}

_{[4] https://www.pnas.org/content/early/2015/09/02/1510795112.abstract.}

_{[5] E. VanWormer, J. A. K. Mazet, A. Hall, et al. Viral emergence in marine mammals in the North Pacific may be linked to Arctic sea ice reduction. Scientific Reports, 2019 DOI: 10.1038/s41598-019-51699-4.}

_{[6] Merritt R. Turetsky, Benjamin W. Abbott, Miriam C. Jones, et al. Carbon release through abrupt permafrost thaw[J]. Nature Geoscience, 2020, ttps://doi.org/10.1038/s41561-019-0526-0.}

_{[7] https://www.nationalgeographic.com/science/2020/02/arctic-thawing-ground-releasing-shocking-amount-dangerous-gases/.}

_{[8] https://www.discovermagazine.com/the-sciences/artic-meltdown-were-already-feeling-the-consequences-of-thawing-permafrost.}

_{[9] Paul F. Schuster et al, Permafrost Stores a Globally Significant Amount of Mercury, Geophysical Research Letters (2018). DOI: 10.1002/2017GL075571.}

發表于 2020-03-13 11:35
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