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科学家发现阿拉斯加永久冻土融化的新指标

发布时间:2022-06-12 09:21:21来源:

导读根据阿拉斯加大学费尔班克斯地球物理研究所科学家的新研究,更多全年未结冰的土地已经开始散布在内陆和阿拉斯加西北部,并且由于气候变化,

根据阿拉斯加大学费尔班克斯地球物理研究所科学家的新研究,更多全年未结冰的土地已经开始散布在内陆和阿拉斯加西北部,并且由于气候变化,面积将继续增加。

科学家们说,taliks(永久冻土区中未冻土的体积)的扩散对有机体、矿物和大气之间的碳运动具有重大影响。Taliks 还将影响营养物质等物质在水中的转移,并促进热岩溶的发展,热岩溶是由永久冻土融化形成的下陷土地区域。

他们的发现今天发表在《自然地球科学》杂志上。

研究助理教授 Louise Farquharson 撰写了这篇论文。地球物理学名誉教授 Vladimir Romanovsky、研究助理教授 Alexander Kholodov 和研究副教授 Dmitry Nicolsky 是合著者。这四个人都在地球物理研究所的永久冻土实验室。罗曼诺夫斯基、霍洛多夫和尼科尔斯基也隶属于俄罗斯的机构。

Farquharson 说: “我们正处于一个过渡阶段,我们通常会看到塔利克形成,但如果我们有一年降雪量少、冬季气温非常寒冷或夏季凉爽,它们也会重新冻结。” “然而,大约在 2030 年之后,我们的气温将变暖到足以使我们无论下雪做什么都会有塔利克形成。”

“我认为重要的是让人们知道,例如,到目前为止,我们在费尔班克斯看到的永久冻土退化并不是一个稳定的状态,”她说。“随着 talik 开发的真正启动,永久冻土退化的速度和程度可能会加快。”

Taliks 可以发生在多个位置:在永久冻土层的顶部和季节性冻结层的底部之间、由于水流而在永久冻土层内以及由于先前的解冻事件(例如在湖泊排干后)而在永久冻土层内。它们还可以穿过永久冻土薄的整个永久冻土柱,这通常是由于河流或湖泊的存在。

随着夏季和冬季气温的升高以及夏季地面解冻的深度开始超过冬季冻结的深度,阿拉斯加更广阔的地区将形成更多的塔利克斯。

后果可能包括,例如,新水对先前锁定在冻土中的物质的移动。溶解有机碳、溶解的氮和汞等污染物最终会进入溪流和河流。

永久冻土层的广泛退化也将对现有建筑物和其他基础设施的新建和维护带来挑战。

科学家们分析了 1999 年至 2020 年在永久冻土实验室监测网络中数十个阿拉斯加地点收集的地面温度数据。然后,他们选择了其中 54 个地点进行研究,面积约为 116,000 平方英里。

在 54 个地点中,科学家在 2017-2018 年冬季观察到 24 个地点的不完全冻结和塔利克形成的早期阶段,高于前一年的三个。

过去,taliks 主要与河流和解冻湖泊以及受野火影响的地区有关,这些地区去除了热保护性植被,因此允许更深的夏季解冻。UAF 团队研究的所有地点都没有受到地表水体或野火等干扰的影响。

科学家们发现,由于气温升高和降雪量高于平均水平,研究区域的塔利克形成在 2017 年至 2018 年期间急剧加速。由于其绝缘特性,大雪减缓了热量从地面向大气的传递,从而延长了地面重新冻结所需的时间,在某些情况下,还阻止了完全重新冻结。

研究小组的建模和观察表明,研究地点的塔利克形成仅在 2017-2018 年之前的 50 至 60 年间短暂发生。

该团队还写道,目前关于永久冻土融化的评估和预测低估了融化的程度,因为它们不包括广泛的塔利克形成的影响。

研究人员预计,在国际气候变化专门委员会的高排放情景下,到 2030 年,塔利克将在多达 70% 的不连续永久冻土区开始形成,无论雪况如何。到 2090 年,黑云杉林和较暖生态系统地区的 talik 厚度可能达到 40 英尺。

Farquharson 说:“我们的气候轨迹可能会使 talik 的形成成为不连续永久冻土带永久冻土退化的重要驱动因素,最终,随着气温继续升高,在更北的连续永久冻土带中。” “不仅在阿拉斯加,在其他北极地区也是如此。”

“Talik 的形成将成为永久冻土退化的一个非常重要的机制,”她说。

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