地球是我们人类赖以生存的美好家园,然而,在经济社会不断发展的同时,人类对自然环境的影响也日益加剧,环境污染和全球变暖已经成为摆在人类面前的两大阴暗杂症。据科学家监测,近百年来,全球平均温度足足上升了1摄氏度,而在两极和高山地区,这个增温的幅度更为明显,局部地区达到了2-3摄氏度。在增温的影响之下,地球的水汽循环发生了明显改变,干暖化程度加剧、极端气象事件频发、全球海平面上升的问题,已经严重威胁着人类的生存和发展。
永久冻土存在的时间非常长,少说也有几千万年之久,在这么漫长的时间里,肯定有无数各类的生命体被冰封其中。然而,永久冻土也是对气温极度敏感的土壤结构之一,近十几年来,除了两极和高山冰川消融速率加快之外,北极的永久冻土层也发生了明显的萎缩趋势,原本封存在冻土层之下的物质,也因融化而释放出来,不但有二氧化碳、甲烷这样的温室气体,同时也有埋藏在里面的远古生物重见天日,其中既有已经死亡的动物遗骸,也有很多处于休眠的微生物,下面列举几个案列。
似狼似狗的动物
2018年的夏天,科学家在俄罗斯雅库茨克的东北部,在融化的冰土层里发现了一只石生物遗骸,经测定,这只生物距今的历史达1.8万年前,由于长期被冰封在冻土层中,身体保存得非常完好,皮肤、牙齿、毛发等几乎没有什么损坏,甚至连睫毛、胡须等都栩栩如生。
这只动物从外表上看,既像狼崽,又像狗崽,但科学家通过基因测序,发现它与狗和狼的基因组都有一定程度的差异,至于它到底是什么,目前还没有定论。
生活在寒冷区域的狮子
2020年9月,科学家又在西伯利亚永久冻土区发现了一只幼狮的遗骸,其大小与现在的家猫差不多,但是独特的毛发,使人们一眼就认为这是一只狮子。由于现在的狮子基本上都生活在非洲大草原的炎热地带,但是在如此寒冷的地带发现狮子,的确出乎科学家的想象。通过测定,这只狮子幼崽所生活的年代大约为2.6万年前,属于早已灭绝的山狮种类。
凶狠的洞熊
同样是在2020年9月,科学家在西伯利亚雅库特地区的冻土层中,发现了一只早已灭绝多年的洞熊遗骸,之所以称之为洞熊,主要原因在于其化石多是在洞穴内被发现。在西伯利亚发现的洞熊,是迄今为止发现的保存最好的一例,从图片中可以看出该只洞熊的头部基本完整,耳朵、鼻子、嘴部、眼睛等清晰可见,嘴巴微张,带出锋利的牙齿,仍然呈现一幅凶狠的模样。
猛犸象
早在1977年,有人在西伯利亚东北部勘探金矿时,就意外地发现了一只小猛犸象的冷冻标本。此后,越来越多的猛犸象在西伯利亚永久冻土区被发现。俄罗斯部分商人从中嗅到了商机,毕竟冻土层中埋藏有众多的猛犸象牙,在全球抵制捕杀大象的大背景下,寻找古老的猛犸象牙似乎成为一种不错的替代方案,于是形成了在西伯利亚进行挖掘寻找猛犸象牙的淘象牙热。这种疯狂活动的持续进行,造成了大量冻土层的破坏,很多地带被挖掘得面目全非。
线虫复活
2018年,科学家们在西伯利亚雅库特地区,其中的一处因冰雪消融而出现坍塌的地方,找到了冰封在冻土层下的几只线虫,并将它们带回实验室研究。在进行前期的必要消冻操作之后,其中的两条线虫居然复活了,不但能够自由活动,而且还可以吃东西。经科学家们测定,这些线虫的存在时间,足足有4.2万年之久。
线虫是一类在地球上存在时间非常悠久的低等级假腔体动物,不过它们的生存能力非常强大,无论是在陆地、河流还是海洋,无论是赤道的高温区域、还是两极的寒冷地带,都可以看到它们的身影,有的种类还能寄生在别的动物体内,但是被冰冻长达4万多年的线虫,在解冻后居然快速复活,实在是让科学家们感到震惊。
无以计数的病毒和细菌
北极冻土,是一种对温度非常敏感的土壤介质,其中含有丰富的地下冰,也包括巨量的有机物,它就像一个能够记录大自然变迁的数据库,可以保存数万年、几十万年甚至几百万年的土壤信息。
在这些冻土层的不同深度内,都存在着用肉眼难以发现的许多生物,那就是病毒和细菌。在历史上这些区域,生物资源异常丰富,病毒和细菌等微生物更是遍布于此,随着气候的变迁,这些病毒和细菌也随着生物的遗骸和残体,被埋藏于冰土之下。不过,大部分的病毒和细菌,其对温度特别是低温的耐受性,要比常用的生物大得多,虽然被埋在地下,也只是处于休眠状态,而休眠的时间,也会根据外界环境的适宜程度,可延续几万年、几十万年甚至几百万年。
比如,1999年,科学家在格陵兰岛2000米深的地下,取到了冰芯样品,检测到了距今14万年的番茄花叶病毒。2014年,科学家在西伯利亚冻土层中,发现了距今3万年前的最大病毒,其长度可以达到1.5微米,可以在一般的光学显微镜下直接观测到。2016年,科学家在对西伯利亚的亚马尔半岛上,对当地居民中流传的特殊疾病进行调查时,将结果指向了一头驯鹿尸体,而驯鹿体内存在着炭疽杆菌,致命这些细菌重新释放的原因,就是该地区冻土的消融。
2007年,科学家从南极采回的冰川中,成功复活了距今时间长达800万年的古老细菌,成为目前微生物能够自然复活年代最久远的案例之一。由此可见,这些远古细菌和病毒,结构非常稳定,对环境的耐受性非常强,即使在非常寒冷的区域、经过漫长的时间,也不会死亡,采取的是一种休眠的生存策略,一旦环境温度提升,就会通过各种途径释放到环境空间中,然后再通过一定的中间媒介进行寄生或者传播。而对于这些细菌和病毒的复活,我们是极难进行跟踪和监测的,也极难采取有效措施进行应对,它们对自然环境包括人类在内的影响究竟有多大,现在都不好评估,但肯定是一种潜在的威胁。
在正常情况下,永久冻土层的最上层是活跃层,它们随着一年中季节性的变化,会经历循环性的解冻和冻结过程。然而,随着全球气候变暖,北极平均温度的逐渐提高,这个活跃层正在逐渐向更深处延伸,而且最上层也不再呈现规律性的解冻和冻结。据科学家们估测,如果全球气温变暖的趋势一直这样下去,那么在200年之后,地球上将不再可能还存在大规模的永久冻土层。
在这个过程中,不但会有大量的生物遗体暴露出来,而且还会有数不胜数的病毒和细菌重新活跃在环境中,更为严重的是,随着冻土层的不断消融,那些原本被固定在土壤之内的二氧化碳和甲烷,这些温室气体将被大量释放到空气中,无疑会极大加速全球变暖的进程,从而带来更严重的恶性循环,这些不得不引起我们的警惕。
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