北極是一片常年冰封的浩瀚之海,美麗的北極風(fēng)光讓人心馳神往。這里雖然極度嚴(yán)寒,氣候惡劣,但卻隱藏著取之不盡的寶藏。
北極到底隱藏著什么寶藏呢?——在北極的永久凍土層和海底深處,埋藏著1.4萬億噸“休眠”的甲烷。
北極是寂靜的冰雪世界
北極為什么蘊(yùn)藏著如此龐大數(shù)量的“甲烷”,為什么此前它們處于漫長的“休眠期”?為何說它們或?qū)⒈粏拘眩窟@與第六次生物大滅絕有關(guān)嗎?帶著這些疑問,讓我們一起走進(jìn)寒冷北極,看看這是不是第六次大滅絕的前兆。
北極的甲烷有些不一樣,它是由北極海域里的甲烷水合物分解產(chǎn)生,以氣泡的形式浮出水面,所以如果看到北極地區(qū)突然浮出水面的氣泡,或許并不是海底的海豹在捉弄你,而是海底的甲烷水合物分解成的甲烷氣泡。
甲烷的分子形狀
北極地區(qū)又被稱作“超級碳庫”,因?yàn)楸睒O的永久凍土層以及海底存在大量的甲烷,甲烷是一種絕佳燃料,燃燒后分解成二氧化碳和水,是典型的碳氧化合物。甲烷以單質(zhì)的形式被儲(chǔ)存在北極的永久凍土層之中,但這僅僅是很小一部分。更多的甲烷以水合物的形式,埋藏在北冰洋海底。
那么,甲烷水合物是什么呢?它又叫做可燃冰,是一種存在于高壓海底、性質(zhì)比較穩(wěn)定的物質(zhì)。開采可燃冰并非易事,可能帶來溫室效應(yīng)、海洋生態(tài)破壞等連鎖反應(yīng)。
可燃冰是目前世界公認(rèn)的清潔能源之一
這些蘊(yùn)藏在凍土層中的甲烷以及海底中的甲烷水合物,是從何而來呢?其實(shí)甲烷及甲烷水合物,是由于過去北極大陸生活的動(dòng)植物,在大陸運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用下轉(zhuǎn)換而成的。
在距今5300萬年~3650萬年的始新世時(shí)期,地球處于一種整體性的全球變暖時(shí)期,一個(gè)最重要的原因是由于地球經(jīng)歷了頻繁的火山噴發(fā),所釋放大量的二氧化碳,加劇了地球的全球氣候變暖。
勞爾馬丁創(chuàng)作的,德國麥塞爾始新世時(shí)期的熱帶雨林
與此同時(shí),各大洲的漂移運(yùn)動(dòng),也在緩慢進(jìn)行。我們的北極,在始新世時(shí)期溫暖得如同南國,當(dāng)時(shí)北極平均氣溫13℃,歷史上北極最高的平均溫度甚至達(dá)到了23℃。所以北極地區(qū)曾經(jīng)也是一片棕櫚林遍地、水草豐美的繁榮景象,地面被厚厚的蕨類、苔蘚覆蓋,水中生活著各種魚類和藻類。
在溫暖潮濕的氣候,蕨類和藻類的繁殖和覆蓋能力是非??植赖?,它們侵占其他生物的生存空間,肆無忌憚地吸收二氧化碳,生產(chǎn)出碳和氮供自己所需。
常見的海帶就是一種藻類植物
當(dāng)蕨類和藻類死亡時(shí),剩余的碳和氮就會(huì)沉入地底和海底。經(jīng)過幾千萬年的沉積,這些碳和氮的有機(jī)物在沉積巖的壓力作用下分解、溫度升高,慢慢形成石油和天然氣。對于大陸中國的石油和天然氣資源,開采相對容易,人們往往先進(jìn)行勘測,制定方案,然后用專業(yè)的勘探機(jī)器鉆取石油,開采天然氣。
但是對天寒地凍又人跡罕至的北極而言,開采海底的可燃冰并不是一件容易的事。就拿俄羅斯領(lǐng)土北冰洋沿岸漫長的海岸線來說,海岸線海底蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源,包括可燃冰,但北冰洋的氣候寒冷,還常常伴隨著猛烈的暴風(fēng),北冰洋大部分洋面終年冰凍。
北冰洋一眼望去全是冰川
在北極地區(qū)雖然蘊(yùn)藏著1.4萬億噸的甲烷,但勘測、開采難度大,開采成本是陸地開采的兩倍以上,這也是為什么含藏量如此巨大的甲烷,處于漫長的“休眠期”。
其一,甲烷的形成需要幾千萬年的沉積、分解、高溫作用,才能把藻類蕨類的碳氮有機(jī)物轉(zhuǎn)換為甲烷化合物,其二,北極甲烷的開采難度大,北冰洋幾乎終年冰封,讓開采工作難以開展。
北極甲烷讓人望而卻步
甲烷是一種溫室氣體,雖然它的燃燒可以產(chǎn)生熱量作為能量使用,但它不是一種環(huán)境友好能源。如果說全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)着诺谝坏氖嵌趸?,?strong>甲烷得排第二。
甲烷對大氣的“加熱”作用,甚至比二氧化碳更明顯,它存在于天然氣、沼氣中,是天然氣和沼氣的主要成分,它也會(huì)因?yàn)槿藶榈挠蜌赓Y源開采、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)而產(chǎn)生。
甲烷對大氣層的破壞將是二氧化碳的25倍
我們中科院大氣物理研究所根據(jù)日本碳監(jiān)測衛(wèi)星發(fā)現(xiàn),在2010-2019年熱帶地區(qū)的甲烷排放對全球甲烷總體濃度的影響程度高達(dá)80%。
這不由得為人類敲響警鐘,全球氣候變暖是一個(gè)“滾雪球”式的發(fā)展結(jié)果:由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體,會(huì)引起北極冰雪融化,蘊(yùn)藏在凍土和海底的甲烷以及水合物,會(huì)因?yàn)闇囟取毫Φ母淖儯?strong>逐漸被喚醒,成為加劇地球氣候變暖的“甲烷炸彈”。
一定要重視全球變暖的問題
早些時(shí)候科學(xué)家注意到了西伯利亞地區(qū)北部上空,甲烷氣體的濃度在不斷上升,這種現(xiàn)象是極端熱浪的影響造成的。西伯利亞的極端熱浪把凍土層分布地區(qū)的溫度升高了6度,或許那些蘊(yùn)藏在凍土中的甲烷氣就要按捺不住,噴涌而出了,到時(shí)候不知道凍土層的溫度又將上升幾度呢!
凍土層燃燒
北極冰川在融化,當(dāng)你看著北極熊從慢慢被侵蝕的浮冰跳向冰雪的大陸時(shí),看著一座冰山慢慢沉入海底時(shí),可能才會(huì)意識(shí)到,北極的生態(tài)比想象中更脆弱。
北極冰川融化,北極熊受苦
有一種說法認(rèn)為,北極地區(qū)的甲烷被喚醒,很有可能是第六次生物大滅絕的前兆,這是一次緩慢但不會(huì)停止的生物大滅絕。自公元1500年以來,已有7.5%~13%的物種消失不見,美國生物學(xué)家愛德華·威爾遜認(rèn)為,按照如今人類對地球環(huán)境的開發(fā)和破壞計(jì)算,預(yù)計(jì)到2100會(huì)有一半的物種滅絕,聽起來危機(jī)感涌上心頭。
五次大規(guī)模滅絕事件
倘若北極地區(qū)的1.4萬億噸甲烷因?yàn)槿蜃兣粏拘?,隨著冰川融化從原本穩(wěn)定的狀態(tài),變成“甲烷炸彈”,釋出的氣體產(chǎn)生大量的熱,會(huì)給北極帶來巨大的影響。
首先,北極的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境改變,造成生物的減少甚至死亡,影響了北極生物多樣性。其次,海平面會(huì)上升,使大陸沿海地區(qū)面臨海嘯,甚至直接被淹沒在海里,沿海地帶必須被迫向內(nèi)遷移,土地承載力更加緊張。
海平面上升構(gòu)想圖
北極冰川的融化還可能會(huì)將一些冰封已久的病毒和未知生物帶至陸地,造成新一輪的生物入侵,甚至產(chǎn)生新的流行病。
北極遠(yuǎn)古病毒
北極甲烷氣體的釋放,也會(huì)影響地球的各種循環(huán)運(yùn)動(dòng),造成極端天氣、異常天氣。大氣的能量本來不多不少,大氣中的熱量和水分,和陸地、海洋的熱量和水分規(guī)律地進(jìn)行交換和循環(huán),我們把地球各緯度之間的循環(huán)稱為大氣循環(huán),不同水形態(tài)的循環(huán)稱為水循環(huán),還有生物循環(huán)、地質(zhì)循環(huán)。
一旦其中一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題,會(huì)造成極端的氣候問題,進(jìn)而影響到生物、地質(zhì)。比如在太平洋地區(qū)、會(huì)帶來海洋溫度異常變暖的“厄爾尼諾現(xiàn)象”,它導(dǎo)致了秘魯漁場的魚類大量死亡。與之相反的“拉尼娜現(xiàn)象”發(fā)生在太平洋中東部,該現(xiàn)象造成海水異常變冷,并給全球許多地區(qū)帶來災(zāi)害。
厄爾尼諾現(xiàn)象是發(fā)生在熱帶太平洋海溫異常增暖的一種氣候現(xiàn)象
專家分析認(rèn)為,“厄爾尼諾”和“拉尼娜”現(xiàn)象也會(huì)影響著我國的氣候。1997年“厄爾尼諾”發(fā)生后,我們北方遭遇罕見的高溫干旱天氣;1998年南方特大洪水,“厄爾尼諾”是最重要的影響因素之一。“拉尼娜”現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致我國北方經(jīng)歷更頻繁的大風(fēng)、寒潮天氣,加劇華北地區(qū)的揚(yáng)沙問題。
從1950年,全球共發(fā)生了16次拉尼娜事件
小問題不解決,就可能釀成大災(zāi)禍。溫室氣體它可以使甲烷這樣的能源為人類帶來生產(chǎn)力,也可能成為引發(fā)異常氣候的導(dǎo)火索,“厄爾尼諾”和“拉尼娜”現(xiàn)象就是活生生的例子。由此,大量的甲烷若蘇醒,的確能夠被視為第六次生物大滅絕的前兆。生態(tài)環(huán)境很大也很脆弱,生態(tài)就像水,我們就像水中小舟,水能載舟,亦能覆舟。
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