[Mar 10, 2006]
地球科學：北極永凍層快速融化的新證據
編輯 F.-M. Kai 報導
北極暖化是否會造成永凍層（permafrost）的快速融化一向為科學家們所關注，新研究指出阿拉斯加部分地區正面臨永凍層快速溶解的窘境。永凍層若大量融解將對全球氣候環境造成不小的衝擊。
永凍層是極寒冷地區常見的自然現象之一。相對於活凍層（active layer）岩石與土壤中的水會在冬天結凍，夏天融解；永凍層岩石與土壤中的水則是終年結凍。位在北極附近的阿拉斯加地區，永凍層為地表活凍層所覆蓋，主要分佈於地表下30~40公分，其穩定存在年限長達一千年以上。永凍層對環境扮演著重要的角色。譬如，永凍層可作為碳循環中的主要碳去處（sink）之一：由於有機物的分解與二氧化碳的生成受溫度影響，因此北極寒冷的天氣可減緩保存在永凍層內的有機物分解，並降低二氧化碳被釋放到大氣之中。
近年來，逐漸升溫的北極氣候已成為許多科學家們的焦點。長期地表觀測資料顯示，過去30年來的增溫現象已促使極區土壤的溫度上升1~3度C。英國科學家，Colin Prentice表示阿拉斯加地區增溫的幅度遠高於全球平均升溫值。然而，若北極溫度持續升高，則永凍層很可能大量融解，但過去的觀測並不能提供明確的答案。
美國科學家Jorgenson與其研究團隊於近期的Geophysical Research Letters提出北極永凍層快速融化的新發現。他們針對阿拉斯加北部地區進行密集的調查。研究方式以三個管道進行。（1）他們實地探討此地區的植被、土壤、（微）地形變化與地下冰楔（ice wedges）溶化之間的關係；（2）他們利用空照圖判讀1945，1982及2001時期此地區的冰融喀斯特地形（thermokarst）數量變化；（3）他們將空照圖進行影像處理後的頻譜分析，判斷此地區的水體變化。
研究結果顯示：（1）不同階段的地下冰楔溶化過程亦伴隨著不同程度的地表下陷，水潭形成與植被改變，因此觀察冰融喀斯特地形凹陷地的形成，可以表示永凍層的融化程度；（2）冰融喀斯特地形凹陷地的面積於過去廿年間快速擴張，其成長幅度為4.4%。若比較1945至1982與1982至2001期間凹陷地的密度變化，其增長幅度高達74倍，其中新形成的凹陷地佔關鍵性的因素。（3）於高地地區，亦可發現許多逐漸增加的冰融喀斯特地形凹陷水潭。對於大型冰楔快速融化的現象，作者認為主要是受到1989~1998年間夏天異常嚴熱所影響；同時，他們也指出，若北極暖化的現象不見改善，永凍層融化的現象將可能影響1/3的北極地區地貌，並嚴重地改變寒帶草原的生態與溫度氣體的生成。
Prentice則提出較保守的觀點，他認為永凍層的融化可增加濕地的形成與加速有機物的分解過程，進而增加溫室氣體（甲烷及二氧化碳）的產生；但是，溫室氣體劇速增長的現象並沒有出現在過去的冰蕊記錄中，因此他對於永凍層融化所帶來的影響持保留的態度。
原學術論文：
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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