地球科学：北极永冻层快速融化的新证据

北极暖化是否会造成永冻层(permafrost)的快速融化一向为科学家们所关注，新研究指出阿拉斯加部分地区正面临永冻层快速溶解的窘境。永冻层若大量融解将对全球气候环境造成不小的冲击。

北极暖化是否会造成永冻层(permafrost)的快速融化一向为科学家们所关注，新研究指出阿拉斯加部分地区正面临永冻层快速溶解的窘境。永冻层若大量融解将对全球气候环境造成不小的冲击。

永冻层是极寒冷地区常见的自然现象之一。相对于活冻层(active layer)岩石与土壤中的水会在冬天结冻，夏天融解；永冻层岩石与土壤中的水则是终年结冻。位在北极附近的阿拉斯加地区，永冻层为地表活冻层所覆盖，主要分布于地表下30~40公分，其稳定存在年限长达一千年以上。永冻层对环境扮演着重要的角色。譬如，永冻层可作为碳循环中的主要碳去处(sink)之一：由于有机物的分解与二氧化碳的生成受温度影响，因此北极寒冷的天气可减缓保存在永冻层内的有机物分解，并降低二氧化碳被释放到大气之中。

近年来，逐渐升温的北极气候已成为许多科学家们的焦点。长期地表观测数据显示，过去30年来的增温现象已促使极区土壤的温度上升1~3度C。英国科学家，Colin Prentice表示阿拉斯加地区增温的幅度远高于全球平均升温值。然而，若北极温度持续升高，则永冻层很可能大量融解，但过去的观测并不能提供明确的答案。

美国科学家Jorgenson与其研究团队于近期的Geophysical Research Letters提出北极永冻层快速融化的新发现。他们针对阿拉斯加北部地区进行密集的调查。研究方式以三个管道进行。(1)他们实地探讨此地区的植被、土壤、(微)地形变化与地下冰楔(ice wedges)溶化之间的关系；(2)他们利用空照图判读1945，1982及2001时期此地区的冰融喀斯特地形(thermokarst)数量变化；(3)他们将空照图进行影像处理后的频谱分析，判断此地区的水体变化。

研究结果显示：(1)不同阶段的地下冰楔溶化过程亦伴随着不同程度的地表下陷，水潭形成与植被改变，因此观察冰融喀斯特地形凹陷地的形成，可以表示永冻层的融化程度；(2)冰融喀斯特地形凹陷地的面积于过去廿年间快速扩张，其成长幅度为4.4%。若比较1945至1982与1982至2001期间凹陷地的密度变化，其增长幅度高达74倍，其中新形成的凹陷地占关键性的因素。(3)于高地地区，亦可发现许多逐渐增加的冰融喀斯特地形凹陷水潭。对于大型冰楔快速融化的现象，作者认为主要是受到1989~1998年间夏天异常严热所影响；同时，他们也指出，若北极暖化的现象不见改善，永冻层融化的现象将可能影响1/3的北极地区地貌，并严重地改变寒带草原的生态与温度气体的生成。

Prentice则提出较保守的观点，他认为永冻层的融化可增加湿地的形成与加速有机物的分解过程，进而增加温室气体(甲烷及二氧化碳)的产生；但是，温室气体剧速增长的现象并没有出现在过去的冰蕊记录中，因此他对于永冻层融化所带来的影响持保留的态度。

原学术论文：Jorgensen M. T., Y. L. Shur, and E. R. Pullman, Abrupt increase in permafrost degradation in Arctic Alaska, Geophys. Res. Lett. (33) L02503, 2006

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