科学家警告人类需警惕:北极冰下“僵尸野火”,几乎无法扑灭
冰下火焰,无法扑灭
提到不会熄灭的火焰,很多人会想到吴承恩《西游记》中的“三昧真火”,在小说中红孩儿使用这招差点烧死了齐天大圣孙悟空,可谓是一大神器。
近年来,有关火灾的新闻层出不穷,从美国到加拿大,从中国到澳大利亚,这些森林火灾都在极短的时间内迅速蔓延,严重威胁到了人类的生存,造成了巨大的经济损失。
森林火灾
但在俄罗斯北部寒冷的西伯利亚地区,近年来也出现了一种几乎无法被扑灭的神秘火焰,科学家经过研究发现,这种火焰在北极圈内广泛存在,它的出现是前所未有的,值得全人类警惕。
逐渐恶化的北极火灾
2019年8月份,美国阿拉斯加地区的一片沼泽地发生火灾,这场在临近北极圈的地区爆发的大火持续了半个月后熄灭,被烧毁的地面在冬季来临后很快被大雪所覆盖。
2020年4月中旬,同样是这片位于阿拉斯加北部的沼泽地有了产生火灾的迹象。据任职于阿拉斯加林业局的两位消防员回忆,当时这片地区产生了大量烟雾,通过手持测温仪器的检测他们发现在地表下有着火点,地面温度在120摄氏度到185摄氏度之间。
北极圈燃起的火灾
2020年6月以来,北半球地区野火频发,令人意外的是,高纬度的北极圈地区的火灾比其它地区都来得早。
在5月初,俄罗斯北部西伯利亚地区已经有大规模火灾爆发的迹象,火灾殃及的地区面积还在不断扩大,同时呈现出向北蔓延的趋势。在整个5月份,这场野火蔓延了超过2万平方公里的土地面积,同时燃烧过程中释放出近6000万吨二氧化碳。
在火灾期间,俄罗斯相关部门成立了火灾远程监测系统,从2020年5月到10月持续观测火灾形势。
森林火灾
在整个2020年6月份,北极圈内陆区共出现了约90起自然火灾,这一数据在7月激增到了500例以上,值得注意的是,在2018年以前的十余年时间里,北极圈地区平均每年发生的火灾事件只有100例不到。
2020年9月初,西伯利亚地区的野火停止蔓延,火势逐渐得到控制。此时火灾已经累计释放了超过2.45亿吨二氧化碳,和2019年的火灾相比增长了近40%的排放量,创造了新的历史记录。2021年4月份,俄罗斯西伯利亚地区再次发生火灾,其中鄂木斯克和新西伯利亚地区再次成为重灾区。
森林大火烧进北极圈
2020年9月初,西伯利亚地区的野火停止蔓延,火势逐渐得到控制。此时火灾已经累计释放了超过2.45亿吨二氧化碳,和2019年的火灾相比增长了近40%的排放量,创造了新的历史记录。
2021年4月份,俄罗斯西伯利亚地区再次发生火灾,其中鄂木斯克和新西伯利亚地区再次成为重灾区。
西伯利亚火灾
俄罗斯有关部门表示,往年鄂木斯克地区在4月份的平均气温在9摄氏度左右,但在今年4月15日的监测数据中,工作人员发现当月的平均气温来到了21.6摄氏度,是正常水平的两倍以上。
俄罗斯新西伯利亚市在2021年4月底发布了最高级别空气污染预警,不少媒体报告称市区受火灾影响能见度已不足100米。
城市被浓烟笼罩
反常的北极圈高温环境
2018年2月,一篇名为《来自冰雪边缘地区的回音》的报告文章引发了世界范围内对于北极地区的广泛关注。报告作者冯吉·安·吉布森在俄罗斯东北部的楚科奇海地区进行了长达一年半的调研活动,在对居住在北极圈内的当地居民进行走访调查后,写下了这片报告。
报告指出,北极气候变暖正在对当地居民和动物造成严重的影响,还造成了不少极端的自然灾害。
采访对象中有一位老捕鲸队长,他表示如今白令海北部海域在结冰后海面没有以前那么坚硬了,这些位于北极圈以内的海面的冰在不断减少,当地的春天相较往年来的更早了。
冰层融化
冯吉·安·吉布森还说,北极覆盖的冰面在20世纪80年代末以来每10年减少了2.8%,西伯利亚、阿拉斯加和加拿大西北部地区的平均气温在近30年里每10年上升1.2摄氏度左右,气候变化已经为人类和动物带来了灾难。
根据当地气候报告模型的预计,由于北极地区自然环境的脆弱性,受到气候变化影响的程度将会是地球上其他地区的2到3倍。事实也是如此,自上世纪90年代中期开始,北极地区气温升高的水平遥遥领先其它地区,是全球平均水平的2倍多。
事实上,北极变暖这个现象自从上世纪中叶以来,一直没有停止过。
北极冰层融化
2019年,北极地区再次出现反常的高温现象,美国国家海洋和大气管理局发布的《2018-2019年北极地区气温监测年度报告》中显示,从2018年年底到2019年9月份,北极地区平均气温高出了近年来的平均水平,是近100年来第二高的平均气温,比正常水平高了近2摄氏度。
从2014年起,北极地区平均气温屡创新高,每年都在刷新自1900年以来的最高记录。
北极圈温度飙升
2020年6月中旬,科学家在北极局部地区测出了38.2摄氏度的高温,这在北极是不可思议的。更糟糕的是,这样的高温天气持续了8个月之久,其中覆盖了自然火灾频发的7、8月份。
而在之前,北极地区作为两极之一,被普遍认为是地球的降热器,是一篇布满冰川和积雪的白色世界。
僵尸野火
2020年6月初,一篇有关北极圈野火的研究报告被刊登在国际知名环境监测网站EcoWatch上,论文作者在文文章中表示,这些熊熊燃烧着的野火并不是今年才出现的,而是之前爆发的“暗火”,如今积雪融化,演化成了明火。此外,这些火焰还一直存在于地下,它的出现与地壳中的泥炭层有关。
泥炭层自燃
这一观点很快得到了众多科学家的支持,他们将这种能在冰下低温环境中持续燃烧的火焰称作“僵尸火”,值得一提的是,这种低温无焰的野火的危害性远大于林木引发的火灾,同时几乎难以人为扑灭。
受到北极气候变暖的影响,气温较低的冬季和春季和往常相比已大不相同。冬、春两季的平均气温正在逐年上升,那些更靠近北极点的高纬度林区如今也成了火灾的发生地。
气候变暖同时改变了地表的面貌,积雪提早融化,不少半永冻土和永冻层开始解冻,大面积的泥炭地被解封,释放出的大量碳元素成为了“僵尸野火”的助燃剂。
僵尸野火席卷北极圈
不少科学家认为,这些“僵尸野火”一直在北极地区地下深处的泥炭地中燃烧,在冬季冰期结束后爆发出来,形成了大面积的自然火灾。僵尸野火出现的位置与泥炭地的分布有着紧密的联系,数据显示,2020年5月份到7月份内北极地区发生的火灾中,有近60%都在泥炭地覆盖地区。
由此可见,僵尸野火实质上就是泥炭火灾,它们可以依靠泥炭地或者其它易燃物质轻易地实现燃烧,在燃烧过程中还能向下蔓延,在地下的泥炭层中传播。
在大多数时候,它们处于“阴燃”状态,即保持缓慢的、没有火焰的燃烧状态,等到地表温度上升后,它们会结束休眠,点燃地表植被,制造野火。
泥炭层
在冰雪融化后的第一时间里,僵尸野火会到达地面,形成一轮新的火灾。它们爆发的事件很早,持续时间很长,而且燃烧点比以往更靠北——在那些我们认为不易发生火灾的可控地区。
更棘手的是,对于林木火灾还可以采用空中洒水和地面作业进行控制,但是对于这种僵尸野火来说,水和干粉这样的灭火剂成效甚微,这使得火情的快速控制和消灭成为一大难题。
僵尸野火的巨大危害
而这类前所未有的僵尸野火最让人感到担忧的是能预见的恶性循环过程。
首先,泥炭火的燃烧过程就是释放出大量的温室气体,如二氧化碳、甲烷等,其中甲烷是一种更强大的温室气体,在这之后,即使它进入了休眠期,其造成的危害也是不可逆转的。
温室气体排放日益加剧
科学家通过长时间的观测表示,北极地区的大火将泥炭层表面的碳元素释放的同时,也在排放出那些在地壳中存在了数万年的沉积碳,而这些沉积碳的储存量预计在地壳表面泥炭量的2-3倍。
在这些温室气体被大量释放到大气层中后,温室效应加剧,北极地区气候变暖,泥炭层加速干燥,“僵尸野火”的火势也将更加严重,如此反复,陷入一个死循环中。
卫星拍摄图片
对于它的控制和扑灭工作也很难开展,一方面是因为它的分布并不集中,它会借助森林火加速蔓延,另一方面就是它的化学成分很特殊,在泥炭层中,有很多能引发爆炸的易燃气体,同时燃烧时的高温会气化液态水,也有引发爆炸的风险。
泥炭层——僵尸野火的容器
85%以上的泥炭区分布在地球高纬度地区,在北半球有近400万平方公里的泥炭地,而北极圈以内包含了全球一半以上的泥炭,研究发现,60%以上的湿地中都分布泥炭层。
泥炭是沼泽形成过程中的产物,也被称作“草碳”,它被视作是煤化程度最低的一种煤炭,属于有机物质,可以直接燃烧。在美国、俄罗斯和加拿大等国的不少高纬度地区,部分当地居民把泥炭直接当作燃料使用。
原地堆积泥炭
这种沉积岩的形成需要成千上万年的时间,在北极圈内的苔原地区中泥炭层分布极其广泛,这与冰河时期的土层积累过程有关。
大量植物在富含水的泥土中腐烂后逐渐下沉,被广袤的冰原封存在地下,最终形成了这种高碳含量的土层。
来自美国国家航空航天局太空研究所的多萝西·皮特教授认为,
这些僵尸野火的迅速蔓延正在为人类敲响警钟,野火无限制地从泥炭层的顶层向下燃烧,最终会导致北极地区的冻土层受到影响,潜在的泥炭被氧化后,会向大气层释放出更多的碳。
北极气候变暖使得更多的泥炭层被解冻,这些被“烘干”的有机沉积物已经变得比之前更易燃,这也意味着它们会蔓延地更快,同时也更难被扑灭。
泥炭层
与常规的森林火灾相比,泥炭层引发的火灾持续时间会长很多,且难以修复。林木火灾多由干燥气候引发,常见于在植被覆盖率较大的地区,通过技术手段可以实现扑灭,也能依靠人工种植等方式恢复地表面貌。
泥炭火灾则不同,它在地表会不断燃烧,最终将二氧化碳等气体释放到大气层中,而这对于地球来说是毁灭性的打击。
结语
近日,俄罗斯火灾远程监控系统的负责人表示,在去年火灾最严重的两个月份(2020年6月和7月),俄罗斯北极地区火灾产生的二氧化碳总量已经大于有数据记录以来的任何季节的排放量。
北极地区火灾频发
发源于泥炭层的“僵尸野火”在冰层下暂时休眠,保持燃烧状态,并在春季来临时伺机而动,对人类生命和财产造成巨大的危害。其实说到底,这个狡猾的敌人是我们人类自己亲手树立的,人类的生活和生产活动正在改变着地球气候,北极地区出现的各类反常气候现象就是证明。
温室效应正影响着地球村中的所有居民,这点毋庸置疑。我们能做的就是树立减排节能意识,贯彻落实新发展理念,为保护环境贡献一份力量。
减缓温室效应需要我们共同努力