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全球将有大灾难?南极发“高烧”青藏高原惊现28种未知病毒(组图)

2020-05-04 来源: 瞭望智库 原文链接 评论0条

前段时间,关于南极观测到历史最高温度的新闻层出不穷。

2月7日,世界气象组织表示,在南极半岛阿根廷科考站埃斯佩兰萨观测到新的创纪录温度:18.3℃,打破了2015年创下的17.5℃的纪录。

2月9日,巴西科学家在南极洲西摩岛记录下了20.75℃的高温天气!这比该岛1982年记录的19.8℃高了近1℃(18.3℃的记录为南极大陆的最高温纪录)。

无独有偶,地球另一端也有新闻爆出——2月14日,美国宇航局(NASA)的一项研究指出,在30万平方公里的北极地区,发现200万个甲烷排放热点。

 研究认为,这跟气候变暖有关。受此影响,北极地区的冻土层快速融化,到处都是冰水形成的湖泊,以前“封印”在冻土层中的大量甲烷从湖水中冒着泡涌出。

南极、北极与青藏高原一起并称“地球三极”,南北极被气候变暖折腾了一番之后,青藏高原似乎也难以独善其身。

1月7日发表在bioRxiv的论文称,俄亥俄州立大学科学家在青藏高原冰核样本中发现古老病毒存在证据,其中28种是新病毒。该研究表明,全球变暖导致世界各地冰川缩小,并可能释放被冰封了数万乃至数十万年的微生物和病毒。

 如果把这些新闻放在一起来看,的确让人细思极恐,一些相关题材的文章迅速在朋友圈引起广泛关注,很多人慨叹“坏消息扎堆出现,地球真是越来越危险了。”

 我们该如何看待“地球三极”出现的这些变化?

1

南极超20℃:值得长期关注

2月9日那天,北京天气晴,气温-5℃—10℃。

而在遥远的南极洲西摩岛,巴西科学家测到了20.75℃的气温,达到了历史最高值,也是首次超过20℃。

巴西科学家表示:“我们从没见过南极洲的气温如此高过。”

很多人震惊之余不免对这个数据感到困惑:南极竟然比我国大部分地区气温都高,那冰川不就早都化完了?

事实并非如此,我们有必要先做个简单的科普。

南极洲包括大陆、陆缘冰、岛屿等在内,总共1424.5万平方千米,其中最主要的是南极大陆,面积为1200多万平方千米,95%以上都被厚度惊人的冰雪所覆盖,年平均气温为-25℃,2013年记录的最低温甚至达到-93.2℃。

南极洲这么大,各地之间的气候差异也很大,并非每个角落都常年极寒,比如像“小尾巴”一样的区域就是南极半岛,是南极大陆最温暖的地方,年平均气温能达到2℃,而其附近的岛屿最高气温能达到10℃以上。

这次测到高温数据的西摩岛就位于南极半岛附近,甚至在南极圈之外,历史最高纪录为19.8℃,这次高了近1℃。而在与西摩岛相距不远的我国南极第一站长城站,2月8日下午3点也测得近期高温8.7℃(长城站记录的历史最高气温为1989年观测到的11.7℃)。

 其实,这个数据本身并没有太大意义。

巴西科学家卡洛斯·舍费尔表示,南极地区新监测到的20.75℃高温其实只是南极地区的一次“临时数据”而已,并不是南极平时的气温,所以,并不能作为预测未来的气候变化的依据。

中国“雪龙”号首席科学家潘建明也认为,南北极是全球气候变化最敏感的两个地区,但人类对南极各项数据的采集和记录是从1957年正式开始,1957年(国际地球物理年)之前我们一般称为人类对南极的“探险时代”,1957年之后才能称之为“科学时代”,目前人类对南极的国际合作科学考察不过60多年,这个数据量太少,并不能简单得出南极未来温度也会越来越高的结论。

联合国世界气象组织(WMO)极端天气与气候报告员兰德尔·切尔维尼对南极近期测得的高温给出了自己的解释,他认为这种现象短期内似乎与我们所说的“焚风现象”(即从山坡上下沉的空气会很快变得干热)有关。

尽管单次测得的20.75℃高温在逻辑上无法作为判断南极未来气候变化的依据,但科学家也普遍认为,南极近几年真的变暖了。

2016年11月11日,南极麦克默多站附近的泰勒冰川加速消融。

WMO数据显示,过去50年中,南极半岛的温度上升了近3℃,其西海岸约87%的冰川在此期间严重“缩水”,过去12年中,冰川呈现出“加速消退”趋势。

这不只是一些数字。

曾参加过17次南极科考的中国“雪龙”号管事缪炜认为,十几年前每次海冰卸货时,南极的陆缘冰冰面都能承受较大的载重量,而现在的冰面感觉越来越薄。

NASA的地球观测卫星日前发布了2张南极图片,其中一张拍摄于2月4日的鹰岛,另一张摄于2月13日,这两张照片可以看出高温对当地冰盖和冰川的影响。

如图所示,2月4日鹰岛上还有大量的积雪覆盖,仅仅过了9天,岛上的积雪就大面积融化,露出黄褐色地面还有融化的池塘(图中明亮的蓝点处)。

科学家推算,热浪在几天内融化了鹰岛20%的积雪。

前段时间,在南极的乌克兰科考站附近出现了粉红色的“西瓜雪”现象,该地区的雪呈现粉红色,在阳光照射下显得很神秘。其实它并不像看起来那么浪漫。

科学家表示,这是因为雪中含有一种叫极地雪藻的微生物,它们适合在寒冷气候中生存,在低温下保持“休眠”状态,当温度升高时,就会开始迅速生长。因为其中含有虾青素(类胡萝卜素)防止紫外线辐射,所以呈现红色。

 还有近几年受到广泛关注的松岛冰川,它位于南极洲西部,面积约16万平方公里,与中国河南省面积相当,是世界上萎缩速度最快的冰川之一。近15年来,松岛冰川以每年1米的速度变薄,是全球海平面上升最大的贡献者,也是“南极的软肋”。

从卫星图来看,一块面积近300平方公里(相当于中国一个中等规模县的面积)的冰山,从南极松岛冰川中崩落。这个过程仅用了一个月的时间。

此外,南极气候变暖背后,还有一个个颠沛流离甚至死去的生命……过去40年,磷虾遍布南极海域,如今,磷虾数量锐减80%。磷虾对温度变化非常敏感,只需0.5℃,就能大大削弱它的繁殖能力。

就这样,以磷虾为食的企鹅们,轻则食不果腹,重则活活饿死。巴西曾发现500多只企鹅尸体,经过解剖发现,大多数企鹅胃里没有残留食物。

图为两只阿德利企鹅站在一块正在融化的冰上。

去年一项研究指出,如果人类不及时采取行动遏制气候变暖的趋势,现存企鹅家族中体形最大的成员——帝企鹅,可能在本世纪末灭绝。

2

北极甲烷爆发:一直是个潜在隐患

“北极甲烷爆发”是怎么回事呢?

准确来说,应该是“甲烷逸出”。打个比方,如果一棵树死在了热带雨林,不久后会被微生物分解掉,这些微生物以死去的植物为食,并和我们一样吸入氧气,呼出二氧化碳。这些温室气体会被植物的光合作用再次消耗。

如果那棵树某年某日死在了北极等气温很低的区域,就不一样了——死亡的树木、藻类、动物等,会被即刻“冻结”,一定程度上“暂停了碳循环”,毕竟细菌和它们的“食物”都被冰封了。

所以,北极湿地和湖泊是个天然的有机碳容纳池,其永冻土中封存了庞大的碳库,以甲烷的形式缓慢逸出,而地球有天然的控制机制,能调节甲烷进入大气的量,长时间保持平衡状态。

可以看出,“北极甲烷逸出”并不是2020年才有的新现象,而是一直存在着。只是近些年来,随着全球气候变暖,北极大量永久冻土“突然解冻”,冰封在土壤中的大量有机物重新开始分解运作,甲烷逸出的速度比以往加快了许多。

更糟糕的是,甲烷也是温室气体之一,而且甲烷分子的暖化效果是二氧化碳分子的25倍!可以想象,如果全球暖化导致永久冻土快速解冻,地球变热的速度会比现在大部分气候模式预测的还要快,而气候变暖则会进一步加剧永久冻土解冻,从而陷入恶性循环。

所以,自从全球气候变暖受到关注,便有科学家一直在担心“北极甲烷逸出”这个隐患。

早在2006年,阿拉斯加大学生态学家凯蒂·沃尔特就在《自然》杂志撰文,警告人们随着永久冻土带(指永久冰冻的下层土壤,出现在整个北极地区和部分长期寒冷的地区)的融化,甲烷释放量的增长可能会加剧气候变化。

在一段拍摄于阿拉斯加湖的视频中,沃尔特的一位同事在冰冻的湖上打了一个洞,她点燃了从湖底逸出的气体甲烷,发出明亮的橙色火焰。

“如果你打开冰封的地方,就会融化永冻土,其中的有机物就会被微生物分解。”

永久冻土带中到底“封印”着多少碳呢?

永久冻土地区大约占据整个北半球陆地表面的25%,占据俄罗斯整个陆地表面的60%以上。一项国际合作研究表明,永久冻结带的碳含量约为1.6万亿吨,该数目大约是全世界土壤中碳总量的1/3,是大气中碳含量的两倍。

 图为永久冻土层在北半球的分布范围。图源:美国国家雪冰数据中心 

为了研究北极甲烷逸出的程度,从2017年开始,NASA开始用飞机搭载红外成像光谱仪,搜索了北极30万平方公里地区,监测大于3000ppm甲烷浓度的位置,最终监测结果就是前段时间公布的200万个。

永久冻土正在解冻,加剧了全球气候变暖,已使北极圈的生态遭到了诸多冲击。

首当其冲的就是海冰的消失,1985年经历过多年冰冻的“多年冰”占北极海冰的16%,如今,多年冰的比例只有1%,其他基本就是较容易融化的薄冰。

这给当地的野生动物造成了很大影响,比如北极熊,捕食猎物要站在浮冰上,随着浮冰变薄,越来越多的北极熊就被困在陆地上,不能追捕海豹、海象等猎物,迫使它们前往陆地寻找食物。

去年就曾有数十头瘦弱的北极熊闯入俄罗斯北部某居民区,导致当地进入紧急状态。

2019年4月,一只北极熊出现在俄罗斯远东堪察加半岛的季利奇基小镇,这里距离它的栖息地达700公里。

有的北极熊甚至到人类的垃圾场寻找食物。

国际自然保护联盟(IUCN)的报告显示,未来35至40年,预计北极熊数量将减少三成以上。

除了北极的野生动物,生活在高纬度地区的居民也提前体会到了危机——一些建在永久冻土层上的城镇建筑物,受永久冻土层融化的影响,开始发生墙壁隆起、楼梯弯曲等变形。

永久冻土层融化甚至还威胁到了“末日种子库”。

图为斯瓦尔巴特全球种子库入口处。

斯瓦尔巴特全球种子库又被称为“末日种子库”,坐落在挪威斯瓦尔巴群岛,距北极点1000多公里的山体中,储存着全球上百万份农作物种子。其创建是为了地球因受陨石撞击、核战气候变化等全球灾难发生时,充当后备力量,避免导致物种灭绝。

2016年10月,永久冻土融化使雪水涌入种子库,淹没了隧道一半的地面,随后被冻成冰块。

图为被冰覆盖的斯瓦尔巴特全球种子库入口。

3

28种未知病毒:别过度解读

关于28种未知病毒的说法起源于2015年9月,中美俄意秘五国科学家集结昆仑山古里雅冰川,这是中国科学院青藏高原研究所与美国俄亥俄州里大学共同开展的一次综合科考活动,目的是通过钻取深部冰芯研究各种古代环境特征。

冰川以及冻土就像来自遥远过去的“时间胶囊”,能让人类有机会得以一窥被困在那里的生物体。

这个团队在严格消毒的环境下,从距今520—15000年范围内的冰芯里分离出了较丰富的微生物,包括18种细菌和33种病毒,其中28种病毒是人类之前从未遇见过的种类。

1月份,他们在bioRxiv上发表了一篇论文,详细介绍了冰样本中的28种新病毒,并警告说,气候变化可能会导致未知古老病毒的回归。

“未知古老病毒”这几个字眼很容易挑动人们的神经,很多人觉得这意味着有可怕的事情发生。

其实,这个结果并不令人惊讶。人类文明史不是消过毒的,环境中其实长期存在各类病毒与细菌,除了冰川,在深海与高空都有。

过往研究表明,冰川冰芯样品里微生物数量大概为每毫升100—10000个细胞,而深海里,每毫升含微生物数量在10000—1000000个,比冰川里多得多。如果是更小的病毒,整体的数量级还要更高。

而且,这也不是科学家第一次从冰川中发现古老病毒。

1999年,美国科学家在格陵兰岛深达近2千米的地下冰芯样本中检测到了“番茄花叶病毒”的影子,由于这种病毒很稳定,它们的基因组在冰层里埋藏了14万年还能够被检测到。这也是目前发现的最古老的病毒基因组痕迹,研究表明,这种病毒对人类并无威胁。

2014年3月,科学家在俄罗斯西伯利亚的冻土层中发现了一种1.5微米长的巨型病毒,可以在光学显微镜下直接被观察到,其生存的年代正是史前人类尼安德特人灭绝时的3万多年前,科学家将其命名为“西伯利亚阔口罐病毒”。

科学家将含有这种病毒的样本带回实验室,把阿米巴虫作为“诱饵”(一种单细胞原虫,存在于水、空气、土壤中,近年来的多种巨型病毒都以阿米巴虫为宿主),没过多久一些阿米巴虫就出现了异常甚至死亡。不过,研究人员表示,这种病毒对人和其他哺乳动物无害,它的目标仅仅是阿米巴虫而已。

当然,并不是所有病毒都像上述两种那么“温和”。

2004年,一支由法国和俄罗斯科学家组成的考古队在西伯利亚东北部的永久冻土中发掘出几具死于300多年前的冰冻“木乃伊”。

他们对保存最完好的一具进行解剖时,发现死者肺部有出血痕迹。鉴于这种症状经常在天花患者身上出现,研究人员对其进行了深入研究。结果发现,这具“木乃伊”确实携带天花病毒的基因片段,但这种三百多年前的天花病毒和目前存在的天花病毒类型不同,科学家认为这个流行于17世纪的天花病毒可能是现代天花病毒的祖先。

图为科学家正对一种致命病毒进行实验。图源:塔斯社

现代天花病毒已于1979年被正式宣布根除,全世界目前仅有美国和俄罗斯两个实验室保存着天花病毒样本,派精锐部队镇守着。不过,科学家们纷纷被冻土中的天花病毒表示担忧,因为冻土中的病毒可能只是“假死”状态,可能生存很久。

除了天花病毒,另一个狠角色——流感病毒也曾给人类造成沉重一击。1918年,西班牙流感共造成2000万-5000万人死亡,还有数据表明死亡人数可能达到1亿,当时世界人口还不到20亿人。

科学家们从阿拉斯加永久冻土中找到过一具1918年流感受害者的遗体,通过现代测序技术从遗体样本中获得了那株流感病毒的全部基因组序列,然后重构了这种病毒,并用它来感染体外培养的细胞和小鼠,结果表明,这个病毒对小鼠的感染能力和致病能力都强于目前的流感病毒。

对这一切,我们应该抱有几分担忧?

有一种论点认为,永久冻土中的病原体造成的危险本质上是不可知的,所以我们不应该刻意为此担忧,我们该专注于气候变化方面更为明确的威胁。

例如,随着地球变暖,北半球国家将变得更容易发生通常在南半球国家才出现的疾病,比如疟疾、霍乱和登革热,因为这些病原体在更高的气温下会茁壮成长。

另一种观点认为,我们不应该忽视永久冻土中的病原体带来的风险,因为我们无法对这些风险进行量化。

“这种可能性具体有多大还不知道,但确实有这种可能。它们有可能是用抗生素能医治的细菌,也可能是具有抗生素耐药性的细菌或病毒。如果病原体与人类已经很长时间未接触,那么,我们的免疫系统还没有做好抵御这种病原体的准备所以,这就可能存在危险。”

整体来说,该领域目前还处于研究的初期,对于实验结果不用过度解读。冰川或永久冻土是病毒天然的保存箱,无论完整病毒粒子还是它们的基因组,都能保存较长时间,从而让人类更多地了解病毒,并进一步探究生命起源奥秘。

在没搞清楚病毒毒性前,对未知病毒的风险需要谨慎考量而不应过度恐惧。

图为俄科学家用西伯利亚冻土里的种子“复活”的远古植物

4

全球气候变暖:一个必须认真对待的问题

“地球三极”这些变化,并不是2020年新有的现象,只是全球气候变暖近年来的几种表现。

全球气候变暖所引发的蝴蝶效应,总会带来一些琐碎、细微甚至让人揪心的变数。

本月初,世界气象组织发布的《2019年全球气候状况声明》提到,2019年是有仪器记录以来温度第二高的年份。2015年至2019年是有记录以来最热的五年,2010年至2019年是有记录以来最热的十年。

具体来看,气候变化已对人类健康、粮食安全、人口迁移、生态系统等多方面都造成了影响。

海洋生态系统破坏严重,全球海洋平均经历了近2个月的异常高温,约84%的海域经历了至少一次热浪;

极端高温严重损害人类健康,2019年,澳大利亚、印度、日本和欧洲均出现了创纪录的高温,其中日本的严重热浪导致100多人死亡,18000人住院治疗,气温升高还加剧了登革热病毒的传播;

严重蝗灾威胁粮食安全,2019年末的异常强降水是非洲之角地区暴发大规模沙漠蝗灾的重要因素之一,这是当地25年来最严重、以及肯尼亚70年来最严重的蝗灾;

“气候难民”增加,2019年全球热带气旋活动高于平均值,北半球共经历了72个热带气旋,南半球则为27个,其中非洲东海岸有史以来最强烈的气旋“伊代”致使马拉维、莫桑比克和津巴布韦近78万公顷农田颗粒无收,超过18万人无家可归;

干旱引发澳大利亚严重林火,澳大利亚在岁末年初遭遇极端高温,并在12月18日创下41.9℃的气温纪录,该国的火灾季也异常持久且严重,多次发生重大火情,新南威尔士和维多利亚两州的过火面积总计达700万公顷;

......

无论在陆地还是在海洋,无论冰川融化还是雪山消亡,无论热浪袭来还是干旱入侵,无论飓风风眼里还是灾民泪水中......都留下了全球变暖的一系列证据。

那么,为什么很多人觉得全球气候变暖不是什么大事呢?

美国前副总统阿尔·戈尔在《不愿面对的真相》一书中写到:

“举例来说,在美国,有人命令在政府部门研究全球变暖的科学家们注意关于气候危机的言论,并禁止他们在媒体上发表讲话。更重要的是,美国所有与全球变暖相关的政策的改变都体现出政府的观点——全球变暖不是什么大问题——这完全是一个不科学的观点。”

“但事实上,这是一个真正意义上的全球性危机。100个国家的2000位科学家在最为精细和组织有序的领域合作了二十多年,达成了共识,即地球上所有的国家必须合作来解决全球变暖的问题。”

2020年,我们似乎比任何时候都能意识到保护环境、敬畏自然的重要性,这其实也是机遇,让我们理性思考利用更清洁的能源,减少资源浪费,不滥杀滥食野生动物等一系列问题。

因为在这片土地上,没有谁是真正的孤岛,森林、天空、大海、人类、一切动物,都紧紧地连接在一起,蓝星是一个生命共同体。

1990年2月14日,旅行者一号在远离地球 60 多亿千米的角落,为地球拍摄了一张照片。

 这张照片就是后世所传的“黯淡蓝点”( Pale Blue Dot) 。照片中, 地球如一粒闪光的微尘,漂浮在无垠太空中。

著名天文学家、科普作家卡尔·萨根为这张照片曾写下一段著名描述:

“如果再看一眼那个光点,那是我们的家园,我们的所有。你所爱所知的每一人、所听说乃至所存在过的每一人,都在小点上度过一生。欢乐与痛苦,宗教与学说,猎人与强盗,英雄与懦夫,文明的创造者与毁灭者, 国王与农夫,情侣、父母、儿童,发明家和探险家,崇高的教师,腐败的政客,耀眼的明星,至高无上的领袖,历史上所有的圣人与罪犯,都住在这里——它仅仅是一粒悬浮在阳光中的微尘。”

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