气候变化融化永冻土层

一条天然气管道穿过俄罗斯波克罗夫斯克附近的永冻层地带。图片来源：ARTHUR BONDAR FOR THE WALL STREET JOURNAL

曾经被认为是永久冻结的土层如今正在解冻恢复生机。

根据科学家和俄罗斯政府的研究，永冻层的解冻是气候变化的结果。俄罗斯有三分之二的土地位于永冻层的上面，包括该国大部分的石油和天然气基础设施。政府数据显示，自1976年以来，俄罗斯的平均气温每10年上升0.92华氏度，比全球气温上升速度高出2.5倍。

矿山和工厂出现越来越多因腐蚀造成的泄漏和裂缝，这在很大程度上源于土层解冻。据生态学家和其他研究人员说，在管道行业，过去在永久冻土中固定了一些支架和其他装置，当下面的土层发生变化时，这些装置往往会发生腐蚀、扭曲和弯曲。公司正投入数以百万美元计的资金用于加固建筑物，监测土壤温度和安装高科技冷却系统。

2020年春季，北极地区发生有史以来最大规模的泄漏事件，西伯利亚偏远地区的一个柴油储存设施损坏，导致20,000吨燃料泄漏。罪魁祸首之一就是永冻层解冻。

泄漏事故发生后，俄罗斯总统普京(Vladimir Putin)宣布全国进入紧急状态，俄总检察长命令地区检察官检查所有建在永冻层上的危险设施。俄主要调查机构——调查委员会(Investigative Committee)事后将这一事故归因于疏忽和维护不当。该设施经营方、矿业公司Norilsk Nickel管理人士——以及一些政府科学家和民选官员——则表示，永冻层的融化导致储油罐下方支柱受损。

“不久之前，大家还都认为到本世纪末永冻层将对基础设施产生影响。现在我们知道没有多少时间了，”阿拉斯加大学费尔班克斯分校地球物理学教授Vladimir Romanovsky说，“石油、天然气、村庄，一切都岌岌可危。”

巨大的西伯利亚坑洞，例如上图中于2014年拍摄的这个坑洞，可以在地下气体冲破松软、解冻的土壤时形成。图片来源：VLADIMIR PUSHKAREV/RUSSIAN CENTRE OF ARCTIC EXPLORATION/REUTERS

俄罗斯经济官员和科学家估计，永冻层的融化可能影响俄罗斯超过五分之一的基础设施。俄一位内阁部长5月份曾表示，到2050年相关经济损失将超过680亿美元。俄罗斯政府称，永冻层覆盖区域40%的建筑和基础设施已经受损。

俄罗斯建筑和设备的老化，尤其是许多可追溯到冷战时期的建筑设施，让问题更加严峻。普京6月份发表全国讲话称：“我们必须为此做好准备。”上个月，他下令设立一个全国性的永冻层监测系统分析140个站点的数据。

在俄罗斯东北部地区雅库特的首府雅库茨克，居民称水管经常爆裂，导致建筑物出现裂缝和漏洞。来自地下的湿气使路面弯曲变形，导致沥青出现裂缝。当地工程师说，由于轨道变形，列车要降低运行速度。至少有一个内涝村庄从边远的科莱马河盆地迁出是因为洪水。

在整个农村地区，永冻层解冻的影响是显而易见的。当地科学家说，冰的解冻使农田变成沼泽，春季河水上涨，与二十世纪80年代相比，径流最多增加了30%。在村庄里，当地人以前把肉和其他易腐物品储存在深挖的地窖里，现在由于底层土壤浸水，必须使用冷冻冰箱了。

几个世纪以来，为了举行葬礼，人们必须挖到地下大约五英尺，然后燃烧木头，将土壤加热到适合埋葬死者的柔软程度。当地生态学家Valentina Dmitriyeva说，现在不需要第二个步骤了。

永冻层是地表下永久冻结的厚层，并因此而得名。永冻层由土壤、岩石或沉积物组成，通常在两年时间以上保持在冰点以下温度。永冻层存在于干旱的陆地附近和海床下，在地表下一英寸到几英里深度的任何地方都可能出现。永冻层在历来的严寒地区最为常见，如俄罗斯、阿尔卑斯山和中国山区。

美国国家环境保护局(U.S. Environment Protection Agency, 简称EPA)表示，全球变暖造成永冻土软化，排放出的气体又加剧了全球变暖。EPA称，随着永冻土解冻，植物和其他有机物质的残骸会分解，向大气中释放甲烷和二氧化碳，进而加剧全球变暖问题。

在一些地区，解冻的地面会出现坑洞。科学家称，这可能是因为地下气体不断累积，最终能够穿透永冻层较为松软的上层。

据美国的统计数据，在阿拉斯加，自20世纪70年代末以来，位于北部的戴德霍斯传感器地点的永冻土表面每十年升温1.5华氏度。阿拉斯加住宅的地基已经不稳，高速公路和铁轨因出现开裂、隆起和下沉需要修复。加拿大北部北极地区的房屋、道路、原住民文化遗址和海洋环境都遭到了破坏。

俄罗斯一些大企业已经在针对永冻层的情况作出调整。

一名员工站在西伯利亚钻石矿坑的边缘，钻石生产巨头Alrosa在那里借助炸药从永冻层中开采钻石。图片来源：ALEXANDER NEMENOV/AGENCE FRANCE-PRESSE/GETTY IMAGES

据摩根士丹利(Morgan Stanley)， 全球钻石生产巨头Alrosa拥有的82%储量位于永冻层。Alrosa表示，该公司已经在旗下矿区增设“冷冻柱”；这些柱子连接到地表的制冷站，并将冷却剂注入地下数十英尺深处，以加固永冻土。

Alrosa在西伯利亚拥有一个永冻层监测部门(Permafrost Surveillance Unit)，监测4,800口井的土壤温度。另一家矿商PAO Severstal说，正在利用支柱建造相关结构，以更好地适应不断变动的地面。

对油气公司来说，永冻层对资源的开采和随后的运输都有干扰。

据摩根士丹利，俄罗斯国有能源巨头PAO Gazprom大约90%的天然气生产位于被永冻土覆盖的省份。在Bovanenkovskoye油田（俄罗斯北部的一个巨大设施，Gazprom希望这里还能开采一个世纪），该公司已经安装了1,000个汽液冷却装置，这是一个地下管道系统，用于循环制冷剂化合物并确保地面保持冻结。

Alexander Sobul是一名专业潜水员，在雅库特地区从事管道基础设施的水下维修工作已有40年，他说他在潜水时注意到裂缝和变形增加。他认为原因在于管道周围原本紧实的土壤发生松动。Sobul说：“焊接结构撑不住。”

摩根士丹利的研究人员说，永冻层融化和相关基础设施退化可能会损害俄罗斯的信用状况。石油和天然气行业对该国国内生产总值(GDP)的贡献高达五分之一，而燃料和能源产品占俄罗斯出口的半数以上。

资产管理公司T. Rowe Price.的信用分析师Willem Visser说：“你可以看到这些公司非常重视这个问题。”Visser在对俄罗斯能源公司的分析中加入了永冻土风险的指标。

雅库特地区受到的影响尤其严重。雅库特位于俄罗斯东北部，面积达120万平方英里，是法国面积的5倍。雅库特的首府雅库茨克是世界上最冷的、常年有人居住的城市。这座城市每年至少有三个月气温会降到华氏40度（4.4摄氏度）以下。今年夏天，该地区因失控的野火而登上媒体头条，科学家说，野火进一步导致土壤解冻。

大宗商品开采是雅库特经济的关键组成部分。耗资550亿美元的Power of Siberia管道是向中国输送俄罗斯天然气的重要战略项目，主要输送在雅库特油气田发现的天然气。

当地生态学家和科学家都表示，土壤解冻是一个主要因素。专注研究工作的Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North主管Valery Lepov称，建造地下室困难重重。Lepov称：“我们只能在一些土壤没有大片解冻的地方建造地下室。”

2020年夏天，在偏远的雅库特村落Argakhtakh，当地一个连接到发电站的油罐接缝破裂。约五吨柴油流入周边土壤和附近的一条河流。

地区检察官调查这起泄漏事件后确定，此次事故原因是地区官员未能及时发现燃料储存罐受到侵蚀的迹象，这也说明了永冻土融化的事实。

Ann M. Simmons / Georgi Kantchev

2021年10月6日14:05 CST 更新

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