除了野生動物,這個“地球病毒庫”正被打開

前言

永凍土是指陸地表面連續冰凍至少兩年的區域,它們存在於高緯度和高海拔的嚴寒地區,那裡的雪甚至在夏天都不會融化。永久凍土包含岩石,土壤,沙子,在某些情況下還包含成袋的純淨冰層,還存儲曾經在北極繁盛的“生命遺骸”,包括死去的植物,動物和微生物,如今這個“地球病毒庫”可能正在被打開。


隨著全球變暖的加劇,地球兩極的冰正在融化。世界上已經有部分地區受到影響,例如,加拿大北部道路和橋樑的結構性破壞,美國阿拉斯加管道的坍塌。


事實上,冰山融化並非唯一的原因。在融冰的背後是永凍土融化的問題,這其實是造成這些麻煩的主要原因,並且未來可能還會造成更大的麻煩。


01.“地球病毒庫”正被打開

根據科學報告指出,永久凍土包含岩石,土壤,沙子,在某些情況下還包含成袋的純淨冰層,它存儲的碳平均是大氣中碳的兩倍,其次就是它還存儲曾經在北極繁盛的“生命遺骸”,包括死去的植物,動物和微生物。從來沒有完全分解過,已經在“地球的冰箱中”鎖定了數千年,如今這個“地球病毒庫”可能正在被打開。

除了野生動物,這個“地球病毒庫”正被打開

根據2019年英國自然科研旗下《科學報告》雜誌指出,氣候變化導致北極海冰減少,可能會讓感染海洋哺乳動物的病原菌在北大西洋和北太平洋之間更頻繁地傳播。

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從而讓生物之間發生本質上的“轉變”,讓本來不同的種群接觸,從而增加對新病原菌的暴露或者傳播,而這裡提出了一種病毒,名叫“海豹瘟病毒(PDV)”,它可以在冰海豹、北海獅、北海狗和海獺之中進行傳播,並且科學研究人員們已經找到了PDV暴露和感染數據,以及這些動物的活動數據。所以它的問題已經出現了,通過對北太平洋海洋哺乳動物監測,發現這種傳播還在不斷的飆升。

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02.永久凍土碳反饋循環

永久凍土本身含有大量的有機物,包括自上個冰河時代以來被埋在地下的死去的動植物。寒冰就像一個完美巨大的冷凍室來保存有機物。


然而,最新的研究(來自NASA)發現,由於氣溫升高,北極永久凍土層的逐漸融化正在向大氣中釋放大量的溫室氣體。


這些氣體包括甲烷和二氧化碳,是由被困在冰層中數千年的有機物分解而成的。反過來,這些氣體會吸收從地球反射回來的熱量,增加全球溫度,從而導致更多的永久凍土融化。


因此,形成了一個稱為永久凍土碳反饋循環的循環,這也是全球變暖的重要原因。

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03.永凍土病毒危害已然出現

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2016年8月一種古老病菌就在廣袤壯闊的西伯利亞凍原上就顯露了它的蛛絲馬跡。


一位居住在凍原北極圈內亞馬爾半島的12歲男孩因感染炭疽而死亡,同時至少有20位當地人也因此住院治療。


純淨的北極怎麼會突然出現易被食草獸感染的炭疽桿菌呢?而且這種病菌與現代炭疽桿菌在形貌上有著不小的差異。


這起事件得到當時科學家們的重點研究,經過排查疫情探明真相,原因令人十分驚訝。

除了野生動物,這個“地球病毒庫”正被打開

一頭因感染炭疽死於1941年的馴鹿屍體本來深埋在永久凍土層之下,所有人都認為屍體會被永久冰封。


但隨著全球變暖氣候下夏日熱浪的出現,永久凍土原來並不像字面意思所說的“持續永久”,它開始融化。


這就使得馴鹿屍體暴露,炭疽桿菌重見天日,並復活釋放到附近的水和土壤中。


病菌傳染式地侵入附近放牧馴鹿,造成2000多隻馴鹿死亡。疫情爆發的亞馬爾半島大概擁有30萬隻馴鹿,當時的俄羅斯政府甚至準備捕殺半島上六分之五的馴鹿以確保疫情控制。


隨著食物鏈的流向,位於食物鏈頂端的人也難以倖免,近百人因此就醫治療。

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北極地區的凍土層分為兩層,約50釐米的上層凍融土每年夏季融化、冬季凍結,再往下的永凍層則常年處於凍結狀態,100米以內的部分年平均低溫達到-5至-3℃。


大多數情況下永凍層中的水分子含量會超過地表物料的潛在水飽和量,因此通常是冰與土的凍融形態。


但隨著氣溫回暖或者受到強壓,凍土內的冰會融化成水而改變其固體的狀態,並且更深的永久凍土正逐漸顯露出來。

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土葬是古代處理屍體最方便和常用的方式了。


而動物死後的屍體要麼是遺棄荒野,一般來說動物體內的病毒細菌會隨著它們寄主的身體死亡而凋亡,但凍土這種條件可謂是某些病菌的“保鮮庫”。


炭疽桿菌等一類病菌在生長髮育後期會形成芽孢,其表面具有一層異常堅硬孢子。


在這層孢子的保護下病菌就可以在低溫、無氧、黑暗、沒有水分的永久凍土中安心冬眠長達幾個世紀了。


早就有研究指出,在淺層永凍層中的炭疽芽孢活性可以保持105年,而隨著埋藏深度的增加細菌還能休眠更長的時間。

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炭疽菌落及菌體

在20世紀初期,全世界有一百多萬只馴鹿死於炭疽病。


當時它們的屍體大部分就被埋葬在地表,主要分散在俄羅斯北部的區域。


近年來受全球變暖影響最大的北極圈氣溫急速上升,其上升速度要比全球其他地區快三倍。


冬眠狀態中的病菌在溫暖的“呼喚”中覺醒,再依據其傳染特徵很快找到新的寄主,實現“復活”。

除了野生動物,這個“地球病毒庫”正被打開

然而,這並不是古老病菌首次復活的孤例。


在20世紀90年代,俄羅斯新西伯利亞病毒學和生物技術的科學家意外在幾具石器時代的人類遺體中,檢查出了他們曾感染的天花和黑死病病毒的DNA片段。


雖然沒有發現病毒本身,但病原體有可能在環境適宜生存的條件下通過感染性媒介傳播。


早在2005年美國宇航局(NASA)的科學家就實現讓凍存3.2萬年的肉芽孢桿菌復活。


那還是猛獁象在地球上生存的時代,而猛獁象就沒有那麼幸運能夠復活了。


它們復活的原理和炭疽桿菌類似,也是產生了堅硬的孢子才得以存活。


而一旦復活,它們也具有了可怕的傳染性

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猛獁象

北極的永久凍土中蘊藏著豐富的天然氣、貴重金屬、石油等珍貴資源,近年來許多國家紛紛打起了這塊區域的主意。


要挖礦或開採石油都需要大量地移動永久凍土,而且移動的量至少以百萬噸級來計算。


因此除了溫度升高引起凍土融化導致的病菌復活外,在北極地區進行的採礦等商業行為也會嚴重破壞凍土結構,從而使深藏其中的遠古病毒再次復甦。


這一舉措要是真的落實,其破壞力將遠遠大於全球升溫的影響。

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我國青藏高原地區也蘊含豐富的永久凍土資源。


但隨著近50年來人為開發利用等人類活動的干擾,青藏高原的凍土環境也受到不小的影響。


開挖地表、任意取土樣品等工程活動擾亂了原有凍土的水-熱-冰的動態平衡機制,加快了土壤溫度的變化。


據統計,在1980-1995年間永久凍土小於20米深的淺層地溫普遍升高,十幾米厚的凍土減薄或者消失了。


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