一项针对阿拉斯加北部地貌的全面分析显示，随着气温升高导致冻土融化，北极地区正在经历根本性的巨变，大量古老的碳物质正被冲刷进该地区的河流系统。这项由马萨诸塞大学阿默斯特分校地球科学家迈克尔·罗林斯（Michael Rawlins）领导的研究，详细阐述了深层永久冻土如何融化并释放出被封存数千年的有机物质。
该研究发表在《全球生物地球化学循环》（Global Biogeochemical Cycles）期刊上，分析了阿拉斯加北坡地区长达44年的高分辨率数据，覆盖面积相当于威斯康星州的大小。研究人员发现，地表径流正在增加，融化季节已延长至深秋，河流向波弗特海输送的溶解有机碳浓度也显著升高。
变暖的反馈循环
北极河流在全球气候系统中至关重要，尽管该地区面积相对较小，却贡献了全球11%的入海河水。随着气候变暖，地表“活动层”（即每年经历冻融循环的土层）不断加深，更多的地下水渗入这些河流，并携带史前碳物质一同流出。
这些碳物质一旦进入海洋，大部分会转化为二氧化碳。这一过程直接加剧了全球变暖，形成了一种反馈循环：气温升高导致更多冻土融化，进而释放出更多的温室气体。
“这个问题的难点在于，阿拉斯加北部的直接观测数据非常匮乏，”罗林斯表示，“目前的河流采样测量远远不足以量化整个阿拉斯加北坡沿岸河口的碳输入量。”
为了克服直接数据不足的问题，罗林斯使用了他经过25年不断改进的“永久冻土水分平衡模型”。研究团队通过超级计算机进行模拟，追踪了从1980年到2023年的每日河流流量和沿海输出量。模型显示，在未来80年内，北极地区的径流量可能会增加25%，地下径流量则可能增加30%。
这些发现为环境变化提供了更细致的观察视角，而这些变化在以往使用规模更大、精度较低的建模工具时往往被掩盖。通过聚焦于公里级的数据，研究团队发现阿拉斯加西北部目前正经历着最显著的碳输出增长。
这些数据为“波弗特泻湖生态系统”（Beaufort Lagoon Ecosystems）等正在进行的项目提供了重要资源，该项目旨在监测这些沿海河口的健康状况。鉴于北极的变暖速度远超全球其他地区，该研究指出，古老碳物质的释放已不再是局部问题，而是驱动大气变化的重要因素。
