如果你在五年前問永久凍土研究員 弗拉基米爾·羅曼諾夫斯基，他是否認為由於全球變暖，阿拉斯加北坡的 永久凍土層 在本世紀面臨大範圍融化的危險，他會說不。 他會說，該州北部地區的永久凍土層要冷得多，因此比阿拉斯加內陸地區較溫暖、更脆弱的永久凍土層更穩定。
“我不能再這麼說了，”他在上個月於舊金山舉行的美國地球物理聯合會年會上告訴記者。
羅曼諾夫斯基在會議上展示的新工作表明，如果變暖沒有得到緩解，北坡（一個比明尼蘇達州還大的地區）一半以上的永久凍土層可能會在本世紀末融化。 這種融化將危及基礎設施、當地生態系統，並可能向大氣中釋放更多捕獲熱量的溫室氣體。
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羅曼諾夫斯基觀察到北坡永久凍土層的溫度已大幅上升，以及 當永久凍土融化 並導致地面塌陷時對基礎設施造成的破壞。
當永久凍土融化時
永久凍土是指即使在相對溫暖的夏季月份也至少保持冰凍兩年的地面。 它是寒冷的北坡地區生活的一部分，位於建築物、道路和其他基礎設施之下。 當它融化時，可能會造成相當大的破壞：在演示過程中，羅曼諾夫斯基展示了西伯利亞建築物上出現的裂縫照片，以及北坡的道爾頓公路被毀壞的路段，幾乎無法辨認出是道路。
隨著永久凍土融化，它還會對當地生態系統造成重大變化，改變地表和土壤中的水流，以及哪些動植物可以在該地區繁衍生息。
人們還非常擔心凍土中鎖住的碳，隨著永久凍土融化，這些碳 可以甲烷的形式釋放 到大氣中，從而造成 巨大的全球成本。 雖然甲烷的含量和壽命都比大氣中主要的吸熱氣體二氧化碳少，但從分子對分子的角度來看，它的增溫能力要強得多。
由於所有這些原因，科學家們正試圖更好地瞭解北極永久凍土將如何應對地球不斷上升的溫度。
沉入北坡地下的溫度感測器顯示，過去三十年中，即使在 60 英尺以上的深度，永久凍土層也明顯變暖。
羅曼諾夫斯基說，最北端的感測器站點之一死馬鎮的永久凍土層年平均溫度顯示出“強烈的變暖趨勢”。 它已從 1988 年的 17.6°F（-8°C）上升到 26.6°F（-3°C），上升了約 5.5°F（3°C）。
當將溫度升高與氣溫變化進行比較時，存在明顯的匹配。 同期，死馬鎮的氣溫上升了約 8°F（4.5°C）。 “從長遠來看，永久凍土層的變暖與氣溫的變暖是一致的，”羅曼諾夫斯基說。
在兩種情景下，阿拉斯加北坡 2010 年代、2050 年代和 2090 年代的年平均地溫的潛在變化。 左側假設溫室氣體排放量在本世紀中期趨於穩定，而右側則假設排放量沒有得到緩解。
點選圖片放大。 來源：德米特里·尼科爾斯基
兩種未來
研究人員和阿拉斯加社群想知道的是，溫度是否以及何時會升至冰點以上。 為了研究這一點，羅曼諾夫斯基及其同事使用了永久凍土模型，該模型納入了最新的 政府間氣候變化專門委員會 報告中使用的兩種情景中的變暖情況。 一種假設溫室氣體排放持續不減，另一種假設存在一定的減緩措施，因此排放量在本世紀中期趨於穩定。
羅曼諾夫斯基說，他們發現這兩種情景之間存在“非常非常顯著的差異”。 雖然兩者都會導致永久凍土層變暖和融化，但採取減緩排放的情景融化程度要小得多。
羅曼諾夫斯基說，即使採取減緩措施，北坡的永久凍土層也會“比現在溫暖得多”，但大部分仍將保持在關鍵冰點以下。 如果不採取減緩措施，超過三分之二的永久凍土層（深度超過 6 英尺）可能會升至冰點以上。
在兩種情景下，永久凍土層上方隨季節融化和再凍結的土壤層都會變得更深，但在不採取減緩措施的情況下，將會更加劇烈。 模型顯示，在採取減緩措施的情景中，該層的大部分將在冬季重新凍結； 而在不採取減緩措施的情況下，超過一半的永久凍土層區域可能會永久融化至 16 英尺的深度。
羅曼諾夫斯基說：“由於這種融化，地表將會下沉。” 他說，在持續變暖且不限制排放的情況下，下沉幅度可能高達數米。
費爾班克斯阿拉斯加生態科學的永久凍土研究員託雷·約根森沒有參與這項研究，他不相信深層永久凍土層像研究表明的那樣危險。 他說，即使永久凍土層達到凍結/融化點，也需要大量的熱量才能真正使土壤中的冰融化。 此外，植被和水流的變化等複雜因素可能會起到穩定永久凍土層的作用。
羅曼諾夫斯基同意模型的侷限性在於無法納入這些型別的影響，但表示它們也可能最終加劇永久凍土融化。 他和其他建模人員正在努力改進模型，以納入更多這些過程，從而更好地瞭解隨著世界持續變暖，永久凍土層將會發生什麼。
但鑑於他的研究結果，他建議：“我們可能應該努力將我們的氣候保持在更溫和的情景之內。”