時隔75年，埋藏凍土的「喪屍馴鹿」引發大疫病

在西伯利亞寒冷的凍土裡，埋藏著一隻馴鹿的屍體。這不是一隻普通的馴鹿，75年前，它染上炭疽死去，隨即逐漸被凍土所掩埋。好在，西伯利亞的苔原凍土是一片完美的「冰箱」，將馴鹿屍體和它體內的病毒牢牢鎖在地下。

然而，因為氣候變化，凍土融化了。

去年9月，西伯利亞爆發了大規模的炭疽疫情，起因正是凍土融化暴露了這隻多年染病死去的馴鹿，釋放了病菌。這場起因如同喪屍電影般「科幻」的疫情，在現實中造成了幾千隻馴鹿死亡，近百人就醫，俄羅斯甚至準備撲殺25萬隻馴鹿——而疫情爆發的亞馬爾半島，馴鹿數量是30萬隻。

這可能是最近一次凍土以一種不太漂亮的姿態高調亮相在大眾視野里。

在氣候變暖的大背景下，我們時常能聽到冰川消退、海冰消融，其實陸地也正在解凍融化。

比想像得多，沒想像得遠

顧名思義，凍土就是凍住的土體。這很容易被誤會成是個罕見遙遠的概念。其實北半球接近六成的陸地都存在季節性融凍的現象，1/4的陸地下包含永凍層。此外，北半球還存在著末次冰期留下的禮物，封存在北冰洋底成為海底永久凍土。

北半球凍土分布。圖片來源：Tingjun Zhang，美國國家冰雪數據中心

離我們不算太遠的青藏高原擁有全世界最大範圍的常年凍住的高海拔永久凍土，這也是當年青藏鐵路的建設面臨的主要困難之一。我國的永久凍土還分布於黑龍江北部及大、小興安嶺。即使在中緯度地區，也存在著可能結凍數小時或數日不等的短時凍土。

中國凍土類型大致分布。

「冰箱」里不僅有土

凍土就像一個大冰箱，而凍住的不僅是土，土壤中包含的大量有機物也被一併裝入其中，從不起眼的微生物到完整的動物屍體——去年那出科幻小說般的「西伯利亞馴鹿悲劇」就是最好的證明，75年前瘟疫中死亡的馴鹿帶著炭疽桿菌凍在了土地下。

早有研究指出，這種永凍層中「冷凍」的炭疽芽孢可保持活性達105年，如果掩埋深度增加，細菌或許能夠休眠更久。

破紀錄的發現來自2014年一個法國團隊，他們從西伯利亞「冰箱」中發現了年齡超過三萬歲的「西伯利亞闊口罐病毒」（Pithovirus sibericum），它的繁殖方式與天花相似。可憐的阿米巴變形蟲被團隊選做實驗材料，證明了這種病毒仍具有感染性（但對人畜無害）。

形似古希臘羅馬的雙耳細頸陶罐的西伯利亞闊口罐病毒（Pithovirus sibericum）。圖片來源：Julia Bartoli

當「冰箱」不工作了

如此大量有機物意味著巨大碳貯存。粗略估計，自末次冰期旋迴，凍土「吞下」了超過1.4×1015千克古老的土壤有機碳。當凍土融化，微生物重見天日，而部分有機碳將以二氧化碳與甲烷這類溫室氣體的形式釋放至大氣，釋放的溫室氣體又會進而加速將來的全球氣候變暖。

隨著遙感技術的發展，人們已經能在不同尺度上對凍土進行觀測研究。近年凍土退化是不爭的事實。凍土潛在碳釋放量的現有評估主要來自實驗室模擬與土壤升溫實驗。對科學家來說最困難的是，如何有效地對如此大片的陸地土壤與大氣碳交換進行直接監測。

從空中觀測到的西伯利亞消融的凍土。圖片來源：qiuzhi5.com

當凍土融化，可能產生類似石灰岩喀斯特的岩溶現象，形成冰洞或塌陷，被稱為熱喀斯特。融水匯聚在這些低洼處則會形成熱喀斯特湖。這些湖泊不同於陸地環境，科學家從中找到了直接的測量途徑。去年就有一項最新的研究通過測量這些湖裡冒出的氣泡，結合其它數據對北極永久凍土甲烷排放做出了定量分析。

學界越來越多地意識到凍土融化是不可忽略的氣候影響因素，但目前大多氣候變化的預測模型並沒有完全將凍土融化及其溫室氣體排放的後果納入考量。更多的評估預測研究仍在繼續。

凍土養育的動物與原住民

除了研究者，還有一些獨特的族群每天的生活都要與永久凍土打交道。

英文中凍原一詞（tundra）出自薩米語，意為「無樹的平原」。薩米人是北歐最大的原住民族群之一，主要分布於瑞典、挪威、芬蘭與俄羅斯科拉半島。歷史記載，他們的馴養馴鹿的傳統能夠追溯至公元800年。他們用馴鹿的習性命名月份，直至今天仍有部分薩米人保持著這種畜牧傳統。除了薩米人，亞庫特人、涅涅茨人等西伯利亞原住民都是傳統的馴鹿牧民。

凍土融化使凍原植被在夏季生長更為蓬勃，這對夏季鹿群繁殖是極大優勢。但到了冬季或許就會轉為劣勢——更多的鹿開始爭搶有限的資源，幼鹿承受著更大的壓力。

此外，隨著氣候變暖，凍原表面隨季節融凍更為明顯，使土層表面在冬季很容易結一層堅固的薄冰層。馴鹿覓食需要耗更大力氣才能吃到藏在下面的植被，一些幼鹿甚至無法成功進食而餓死。

因為地表堅硬的薄冰而餓死的馴鹿幼鹿。圖片來源：Christian Pedersen，世界自然基金會

氣候變化同時改變著鹿群遷徙的途徑。這些都進而影響著極地原住民的生活方式，成為除現代化衝擊之外導致他們放棄傳統的另一原因。

去年冬天，半島電視台（Al Jazeera） 的兩位記者來到挪威邊陲小鎮，採訪記錄了幾位薩米原住民和他們的生活。採訪當中有個細節：一個清晨，記者跟隨馴鹿牧人約恩納·烏茲（Jonna Utsi）前往牧群所在地的路上，烏茲在一片尚未完全結凍的土地前停住告訴記者：

「這就是氣候變化，我們每天親眼目睹著。」

參考資料：

1. NSIDC (2017). Where is Frozen Ground? Available at: https://nsidc.org/cryosphere/frozenground/whereis_fg.html;

2. Matthieu Legendre et al. (2014). Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. PNAS;

3. Anthony, K. W. et al. (2016). Methane emissions proportional to permafrost carbon thawed in Arctic lakes since the 1950s. Nature Geoscience;

5. Parameswaran, Gayatri & Gaedtke, Felix (2015). Climate change: Arctic reindeer herders on thin ice. Al Jazeera. Available at:

編輯：Jerrusalem

排版：Sol_陽陽

科學人問答

下列哪一項是凍土地區沒有的?

A.馴鹿B.西伯利亞闊口罐病毒C.喝醉的俄羅斯人D.聖誕老人

答案將在留言區公布。

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