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永久凍土並非永久不變。在整個北極地區，大片曾經堅固凍結的土地已經開始融化。如果西伯利亞洞穴中儲存的記錄是準確的，如果氣溫持續升高，該地區的更多部分可能會融化。
牛津大學的地球科學家安東·瓦克斯領導了一個國際專家團隊，其中包括伊爾庫茨克的阿拉伯卡洞穴俱樂部，他們在西伯利亞各地以及中國戈壁沙漠中採集了被稱為石筍和鐘乳石的細長洞穴生長物樣本。研究人員從六個洞穴中採集了這些洞穴沉積物樣本，然後透過石頭中放射性粒子的衰變，重建了大約過去 50 萬年的氣候。研究人員在 2 月 21 日發表在《科學》雜誌上的線上研究報告中寫道，當洞穴上方的地面凍結時，沒有水滲入其中，這使得這些地層成為“永久凍土形成之前溫暖時期的遺蹟”。
該研究的細節表明，大約 40 萬年前，即使在西伯利亞，條件也足夠溫暖，這些礦物沉積物能夠形成，當時全球平均氣溫比現在高 1.5 攝氏度。它還表明，當時勒拿河地區沒有永久凍土，因為足夠的水滲入最北端的洞穴，使得地層增長了大約 8 釐米。
事實上，那是列德亞納·倫斯卡亞洞穴中地層最後一次生長，儘管其他更南部的洞穴顯示出多個與其它較溫暖時期重合的生長時期。“當全球平均氣溫比現在高 1.5 攝氏度時，連續永久凍土的邊界區域就開始退化，”瓦克斯解釋說。“這樣的變暖是一個閾值，在此之後，連續永久凍土帶開始容易受到全球變暖的影響。”
由於瓦克斯所指的現在是“工業化前的全新世晚期”，這意味著地球已經走了一半以上，經歷了迄今為止的 0.8 攝氏度升溫。這樣的融化絕非小事，因為永久凍土覆蓋了北半球近四分之一的陸地，並儲存了大約 1700 吉噸的碳，大約是目前大氣中捕獲熱量的碳的兩倍。如果永久凍土進一步融化，大部分碳最終會進入大氣層。
這可能沒有發生在 40 萬年前的溫暖時期，即科學家所知的海洋同位素階段 11，該階段的特點是格陵蘭島上有北方森林和海平面升高。“融化可能非常短暫，因為最北端洞穴的鐘乳石中沉積的層相對較薄，”瓦克斯說——事實上太薄了，無法確定溫暖時期持續了多長時間。“在 MIS-11 期間，我們沒有看到大氣中的二氧化碳或甲烷有任何異常增加。”如果這些洞穴中的記錄是準確的，戈壁沙漠未來可能會受益，享受到更溼潤的條件。
目前尚不清楚如果全球平均氣溫持續升高，直到與很久以前的溫度相匹配，這種融化會向北延伸多遠。“現在我們正在尋找西伯利亞北部的洞穴，其中有洞穴沉積物來回答這個問題，”瓦克斯指出，並補充說，根據歷史報告，最北端的洞穴已經比 18 世紀末溫暖得多。可以透過從北極河流三角洲或湖泊中採集沉積物岩心進行進一步研究，但這仍然是一項艱鉅的任務，因為該地區非常廣闊和偏遠。但是，已經很清楚的是，全球氣候比現在稍微溫暖一些就足以融化更多的永久凍土——最北可達北緯 60 度。
美國國家冰雪資料中心的科學家凱文·謝弗說：“這些結果的潛在影響擴充套件到全球政策：這些結果表明，即使我們達到正在談判中的 2 度 [C] 升溫目標，融化的永久凍土也可能釋放出大量的碳。”他也研究過永久凍土，但沒有參與這項他自己所說的“偉大的科學”工作。“永久凍土緩慢融化，碳將在兩到三個世紀內釋放到大氣中。”
已經，這種融化的北極冰——無論是在地下還是在海上——進一步開放了該地區的資源勘探，尤其是石油。與此同時，大融化將使石油開採變得更加昂貴——由於地面在它們下方移動，管道、道路等基礎設施的數十億美元投資將受到損壞。