微生物正在從北極解凍的凍土中醒來，後果仍是未知之數

2019年9月至2020年1月，澳大利亞出現連續破紀錄的高溫天氣和嚴重旱災，引發了連燒四個多月的森林大火。造成多人死亡，超過10億隻野生動物被波及。大火還摧毀了近6000座建築物，帶來的煙霧籠罩許多城市，造成嚴重的大氣、土壤和飲用水污染。

2021年7月20日，河南中北部等地出現暴雨，其中鄭州出現特大暴雨，一小時降雨量超過200毫米。暴雨帶來的洪澇災害導致河南省300多人遇難，1400多萬人受災，直接經濟損失超過千億元。

2021年8月，颶風「艾達」在美國南部路易斯安那州登陸，造成數人死亡、逾百萬用戶斷電；隨後，「艾達」穿過美國的東北部，帶來了長時間的暴雨、洪水和龍捲風，已在當地造成至少43人死亡和難以估量的損失。

近年來，針對全世界各地越來越頻繁出現的極端氣候天氣，科學界的普遍共識是其跟氣候變化緊密相關——即地球升溫。

全球變暖證據更加充分

IPCC，全稱為Intergovernmental Panel on Climate Change，也就是「政府間氣候變化專門委員會」，是一個附屬於聯合國之下的、專責研究由人類活動所造成的氣候變遷的跨政府組織。IPCC自1988年建立以來，已組織全球傑出的數千名科學家完成了五次氣候變化科學評估工作。

而最新的第六次氣候評估報告，於2021年8月9日發佈。這份報告一經發佈便受到國內外媒體的廣泛關注，因為大家已經意識到，全球氣候變化已經成為全人類不得不重視和解決的難題。

IPCC第六次評估週期發佈的首份工作組報告名為——《氣候變化2021：自然科學基礎》。報告指出，人類活動導致氣候變暖的結論是明確的。目前，地球的平均氣溫相較於工業革命前（1850年）已經升高1.1℃。毋庸置疑，在過去的2000年裡，人類活動已經引起了大氣、海洋和陸地的變暖。

人類對氣候變化的影響是過去2000年前所未有的（圖片來源：IPCC）

報告中指出，人類通過燃燒化石燃料排放溫室氣體，造成了全球變暖問題。另外，報告還設計了未來五種溫室氣體的排放場景，分別為「極低、低、中等、高、極高」。根據以上五種排放情景的模擬結果，不論如何，全球氣溫在最近的20年幾乎都會達到比工業革命前升高1.5℃的情況。而只有在極低排放量的情景下，到本世紀末，全球升溫才有可能被控制在1.5℃——這對應的是全球需要在2055年左右實現碳中和。

冰川融化，凍土暴露

中國氣象科學研究院研究員、IPCC第六次評估報告第一工作組聯合主席翟盤茂在中國氣象局召開的媒體訪談會上這樣評價到：「人類活動對氣候系統的深刻影響已從大氣圈進一步擴展到海洋、冰凍圈和陸地生物圈，在海洋酸化、全球海平面上升、全球冰川退縮、北極海冰範圍縮小、北半球春季積雪減少、格林蘭冰蓋消融，以及北半球溫帶地區生長期延長等方面均出現了明顯的人類影響信號。」

2019 年 8 月，冰島當地人為 Okjökull 冰川舉行了「葬禮」，這是冰島第一座因氣候變化而消失的冰川。科學家警告說，這個亞北極島嶼上的數百個其他冰川也面臨著同樣的命運。

1986年（左）和2019年（右）的Okjökull冰川對比（圖片來源：NASA）

當時，北半球正在經歷有記錄以來最熱的夏天，冰島西部曾經被Okjökull冰川覆蓋的地區，現在只剩下貧瘠的土地。人們在一塊裸露的岩石上裝上了一塊青銅牌匾，以警醒世人不可逆轉的全球氣候變化給生態環境帶來的嚴重影響。

在全球範圍內，冰川的融化速度在過去五年中幾乎翻了一番，淡水的冰川儲存量銳減，並且改變了周圍生態系統的結構，比如北極的永久凍土也慢慢開始融化。在西伯利亞和加拿大北部，這種突然的「解凍」造成了地貌下沉，數百甚至數千年來的最古老、最深的永久凍土層首次暴露在溫暖的空氣中。

永久凍土覆蓋地球陸地表面的24%，土壤成分因當地地質而異。在人類歷史的大部分時間裡，永久凍土層一直將動物、植物和微生物凍結其中。據估計，永久凍土層大約儲存了16000億噸碳，是大氣中碳含量的兩倍以上。隨著全球氣溫升高，永久凍土的融化速度越來越快，很多的細菌和古細菌將「醒來」，進而產生大量的二氧化碳和甲烷等溫室氣體。

蘇醒的微生物，未知的未來

除了已知的一些在永久凍土中會對氣候變化帶來影響的微生物外，更讓科學家擔心的是很多正在永久凍土中蘇醒的微生物，它們對人類健康帶來的威脅。

炭疽桿菌孢子有極強的耐寒特性，它們能夠在幾個世紀的凍結後仍然蘇醒存活。2016年，因西伯利亞永久凍土融化，釋放出了75年前被「冰封」起來的炭疽桿菌孢子。炭疽的爆發造成了超過20萬頭馴鹿和一名兒童死亡。

另外，曾經我們認為已經滅絕的病毒也可能以全新的方式出現在我們的環境中。比如，在阿拉斯加 ，一種新發現、能導致皮膚破損的正痘病毒（類似天花病毒）在過去五年中出現和消失了兩次。這種新型病毒可能是通過動物與人類接觸傳播的，但它的起源仍然未知。

而科學家們完全不熟悉的微生物可能代表了一種新的威脅。

2021年6月，來自俄羅斯的科學家在《當代生物學》（Current Biology）雜誌發表了一項研究，報告中指出，科學家們在西伯利亞東北部的永久凍土中發現了一批約2.4萬年前的多細胞無脊椎生物輪蟲（bdelloid rotifer）。這些古老的輪蟲在解凍後，不僅成功復活，還在實驗室中進行了無性繁殖。

從永久凍土中「復活」的輪蟲（圖片來源：Current Biology）

隨後的基因分析發現，這種古老的輪蟲是一個新物種，屬於Adineta屬，與在比利時收集的現代Adineta vaga輪蟲關係最為密切。而這種新的輪蟲一旦在自然界中大規模蘇醒後將對我們的環境造成何種影響，科學家們還不得而知。

很明顯，北極越暖和，它就會變得越奇怪。隨著微生物從永久凍土中重新蘇醒，我們必須採取更強有力的生物監測措施，來保護兩極及其他地區的居民。但更重要的是，我們要控制全球變暖，緩解永久凍土的融化。否則某一天，下一個「超級病毒」就會在地球的某個角落悄悄復活。

參考文獻：
A living bdelloid rotifer from 24,000-year-old Arctic permafrost. Lyubov Shmakova et al. Current Biology. 2021. 31, R697–R713

其它資料來源：
IPCC,中國科學院地球環境研究所，人民網，中國氣象局，美國國家航空航天局（NASA），科學美國人雜誌，Current Biology