凍土“動”起來

陸章雄

在多數(shù)人看來，青藏鐵路之所以舉世矚目，是因為它爬上了被譽為“世界屋脊”和地球“第三極”的青藏高原，成為世界上海拔最高的鐵路。在這樣一塊土地上為火車修建一條“呼嘯來去”的道路，著實不是件容易的事情，面臨著許多無法回避的難題，比如說高寒缺氧，以及生態(tài)脆弱等。然而，這其中“最難啃的一塊骨頭”，卻是很多人并不熟知的多年凍土。

在海拔如此之高的多年凍土上修建鐵路，是一個全新的嘗試，更何況青藏鐵路需要穿越的凍土區(qū)長達５５０千米。凍土最大的特點就是對溫度的變化比較敏感，而青藏高原每年都會隨太陽在北回歸線上來回運動而重復著暖季和寒季，這帶來了多年凍土的凍融循環(huán)。為避開凍土所帶來的危害，青藏鐵路采取了搭建旱橋與鋪設冷卻路基等措施。前者的策略是“惹不起繞開走”，在凍土區(qū)以橋梁代替路基，后者則是“將計就計”，采用通風管路基等方式，增加通風效果，從而能夠散發(fā)熱量，降低溫度，也就保持了凍土的穩(wěn)定性。

所謂凍土，是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。生活在北方的人通常都有這樣的體會，當氣溫降到零攝氏度以下時，到戶外挖土，會發(fā)現(xiàn)原來松軟的土地現(xiàn)在變得十分堅硬。如果細心觀察還會發(fā)現(xiàn)，在這些堅硬的土里面含有一些小冰晶。但是再往下去，可能就不存在這種情況了。上面那層含有冰晶的土，就是凍土。凍土的形成很簡單。土壤或巖石里面或多或少的都含有水分，當溫度降到零攝氏度或零攝氏度以下時，水分就會凝結(jié)成冰，將土壤或巖石凍結(jié)，從而產(chǎn)生凍土。

因為大地的溫度會隨著深度的增加而降低，所以很多地方的凍土通常包括上下兩層，上面是冷時結(jié)凍、熱時消融的活動層，再往下去則是頑固許多的“永凍層”。如果寒冷季節(jié)凍結(jié)的深度大于炎熱季節(jié)融化的深度，那么凍土就會常年存在，形成多年凍土，甚至是永凍土。在全世界，多年凍土的面積占到了陸地總面積的２５％，按理也不是什么稀罕物。很多人之所以對此知之不多，是因為人類活動大多集中在溫暖地區(qū)或低海拔的平原地帶，而凍土主要分布于高緯地帶和高山垂直帶上部。

凍土含有豐富的地下冰，對溫度十分敏感，因此成為一種脆弱的環(huán)境體系，經(jīng)常給人類制造麻煩，比如說在凍土區(qū)修建大型工程或者砌屋蓋房，就不得不擔心凍土的凍脹和融沉可能帶來的嚴重后果。不過，“麻煩制造者”并非一無是處，它們在世界各地制造了各種各樣的凍土奇觀。１９５８年，就有登山者在我國祁連山上發(fā)現(xiàn)了很多由石塊緊挨著排列而成的規(guī)則幾何圖形，以及美麗絕倫的玫瑰花圖案。這不是外星人的杰作，也非古人類留下的建筑廢址，而是凍土隨季節(jié)冷暖變遷，反復結(jié)凍和融化，使石塊有規(guī)律地移動而形成的。

另外，凍土（特別是永久凍土）還是個巨大且質(zhì)量上乘的保存器，時不時就能挖出一些寶貝來。地球上年齡最大的永凍土躺在西伯利亞。就是在這里，科學家發(fā)現(xiàn)了最古老的生命體——遠古細菌。它們足足有６０多萬歲了，被帶回實驗室后，仍舊保持新陳代謝，可以吸收養(yǎng)分，像人類一樣釋放二氧化碳。另外，科學家還在西伯利亞的永凍土中找到了４０萬年前的植物的ＤＮＡ，這是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的ＤＮＡ樣本。若論功行賞，起保存作用的凍土理所當然能記上頭功。

作為世界上排名第三的凍土大國（前兩位為俄羅斯、加拿大），我國的永凍土帶更是驚喜連連。科學家在凍土中找到了其中的“藏寶圖”，據(jù)測定，我國的許多永凍土含有豐富的天然氣水合物質(zhì)。這是什么東西？如果知道它的通俗名原來就叫可燃冰，那么肯定就不會對此類發(fā)現(xiàn)不以為然了?？扇急环Q為是“２１世紀能源”或“未來新能源”?？扇急拈_采和利用，將會是人類能源日益短缺的一種新期待。

然而，不論給過我們多少驚喜，也不管還埋藏著多少新希望，凍土終究是把雙刃劍。它之所以會把鋒利的刀口對準我們，歸結(jié)起來，最主要的原因正是由于它的敏感，對溫度變化的過分敏銳。修建鐵路不得不對它“格外照顧”，正是因為這一點。而更嚴峻的問題是，凍土將有可能像加熱爐一樣改變地球的氣候。這種說法不是危言聳聽，也絕對沒有“抬舉”凍土的意思。受氣溫變暖的影響，全球凍土開始出現(xiàn)持續(xù)而顯著的退化已是共識。不論是在青藏高原、阿爾卑斯山，還是西伯利亞，許多凍土地區(qū)都從沉睡中醒過來。

凍土融化所帶來的危機顯而易見。據(jù)估計，僅西伯利亞地區(qū)東北部的凍土融化，其中的遠古植物根莖和動物骨骼就有可能釋放出數(shù)十億噸的碳。而如果西伯利亞所有的永久凍土全部融化，并且其中的碳以二氧化碳的形式排入大氣，則目前７３００億噸的大氣碳含量將再增長一倍。更叫人擔憂的是，面積約４０萬平方千米的西伯利亞并不是地球上唯一一個擁有大量永久凍土的地帶。 另外，凍土的融化還有可能造成洪水、地塊下陷等后果?？傊?，當凍土大面積地“動”起來后，它可能就沒有我們想象中那么“溫文爾雅”了。

編輯/梁宇清