雅库特永久冻土究竟是什么质感?
雅库茨克地处莫斯科以东约五千公里地带,每到夏季,当地日照强烈、空气干燥,街巷常有风沙流动,整体地貌观感近似荒漠。但地表土层始终保持低温状态,日间积蓄的热量无法长久留存,日落之后便会快速降温,这一独特现象源于当地广泛分布的永久冻土。科研领域极少使用“永久冻土”这一通俗名称,普遍采用“多年冻土”的专业表述,学界认定自然界不存在绝对永恒的地质结构。
夏日雅库茨克:所有公用管线都位于地面以上。在这个庭院里,它们被带有北方图案的镶板遮挡住了。
冻土覆盖俄罗斯三分之二的国土面积。冻土区域的民居与各类建筑均采用桩基建造工艺,市政管线全部架设于地面,避免建筑热量融化土层,引发地基沉降、建筑损毁等问题。雅库茨克常住人口三十五万,是全球范围内坐落于冻土之上的规模最大城市。当地属于极端大陆性气候,冬季最低气温可达零下五十摄氏度,夏季气温介于三十至三十五摄氏度之间,城区内还有多处地块全年维持微弱霜冻状态。
永久冻土研究所入口处的一头猛犸象雕塑
当地一处常年低温的特殊场地并非观光展馆,而是俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土学研究所的地下实验室。该实验室位于冻土街区,被当地民众亲切称作“冻土之家”。
研究所地面区域的陈设十分朴素,常规的房门、房间与走廊没有特殊设计。一扇绘有猛犸图案的房门划分出空间边界,门缝持续透出寒气,进入地下区域的人员可在此领取皮草大衣与冬季外套。地下区域由冻土专业科研人员负责讲解接待,地面气温最高可达零上三十三摄氏度,地下则是天然形成的冰层环境,全程无人工制冷设备加持。
在地下实验室
研究所科研人员纽尔贡·巴伊舍夫介绍了当地冻土的分层结构。雅库特全域存在季节融冻层,夏季的热能可让土层融化零点五米至三点五米,雅库茨克城区的融冻层深度约三米,融冻层下方的土层常年保持冻结状态。
这座地下实验室分为上下两层,由多条走廊和独立功能房间组成。上层位于地下五米处,恒温保持在零下六摄氏度;下层深度达十二米,恒温为零下八摄氏度。走廊墙面覆盖厚重冰层,顶部凝结出蓬松的雪花结晶,地面为混杂细沙的冻结土层。
天花板上的浮冰
场地多处位置能够直观展现永久冻土的原始形态,冻土本质为冰冻沙土,触碰后会碎裂成细小碎屑。墙面加装木质立柱用于支撑顶壁、防范坍塌,立柱表面同样凝结着细密的冰霜。
实验室长期开展各类冻土样本研究,研究对象包含土层试样、苏联时期留存的植物种子、冰封花卉以及历年积雪样本。科研团队持续采集雅库茨克不同区域的积雪进行检测,追踪积雪化学成分的变化规律。巴伊舍夫表示,研究所自1972年起积累了连续监测数据,城区水体整体洁净,未监测到异常指标。
冰冻的雪
科研人员会摘取顶部凝结的雪花现场品鉴,将其称作“雅库特冰淇淋”,同时开放体验权限。这类天然冰霜无任何杂质,口感与洁净普通冰块一致。
在雅库特“永久冻土王国”博物馆的走廊里
无需深入地下,也能近距离接触天然永久冻土。距离雅库茨克城区约五公里的乔丘尔穆兰山,在上世纪八十年代通过机械开凿形成一处冰洞,最初规划作为食品仓库使用。即便处于地表环境,冰洞内部全年恒温维持在零下四摄氏度至零下十摄氏度。2005年,这座冰洞正式改造为文旅景点“永久冻土王国”,整体由多个洞穴展厅串联而成,每个展厅均设置专属主题冰雕景观。
景区内部设有冰制客房,展厅中心摆放巨型冰床,配套野人主题酒吧,陈列着当地称作“丘丘纳”的雪人雕塑。场地内还设置雅库特严寒老人奇斯哈恩的王座展厅,搭配装饰粉色爱心、镌刻披头士乐队经典标语的冰制座椅,座椅标语寓意为爱无所不能。当地留存一项特色民俗,游客可将硬币粘贴在冰雕表面,用于祈福许愿。
俄罗斯对冻土的系统性科研工作始于二十世纪三十年代,首个冻土研究机构设立于莫斯科。1960年,整套科研基地搬迁至雅库茨克,依托当地核心冻土资源开展研究工作。雅库茨克城区的冻土深度介于二百五十米至四百五十米之间,区域冻土最大深度可达一点五千米,该点位位于雅库茨克西北方向约一千公里的马尔哈河上游流域。
研究所下辖十座实验室,其中六座位于雅库茨克,四座分布于其他地区。雅库茨克城区留存一处谢尔金矿井,深度接近一百一十七米。该矿井开凿于1828年,最初用于开采地下水,水源开采工作并未成功,却为冻土研究提供了珍贵的实地场地,也推动了地质冻土学学科的诞生与发展。
雅库茨克科研团队的研究内容,涵盖冻土内部地质变化规律,以及冻土与人工基础设施的相互作用机制,探索冻土区域的可持续开发模式,规避冻土破坏问题,为当地建筑、道路、工厂等基建工程提供科研支撑,保障各类建设项目有序推进。
夏日的雅库茨克
气候变化是当地冻土研究的核心方向,雅库特地区整体气温呈现逐年上升态势。东北联邦大学冻土学研究所与北极创新中心首席研究员尼基塔·塔纳纳耶夫表示,科研团队对比1961至1990年、1991至2020年两个三十年周期的年均气温数据,雅库特全域平均气温上升1.3摄氏度,区域内升温幅度最高的下科雷姆斯克区,气温涨幅超过2摄氏度。夏季频发的森林火灾,是影响当地气温波动的重要因素。
塔纳纳耶夫指出,雅库特曾发生大规模森林火灾,火灾直接排放的二氧化碳体量,相当于俄罗斯全年工业碳排放总量的一半,排放量区间在一百五十万吨至两百万吨之间。
冬日的雅库茨克
当地极端大陆性气候的整体属性未发生改变,但气候节律出现明显变化。二十年前,当地三十摄氏度以上的高温天气集中在七月中旬,目前高温时段已提前至六月末。冬季气候整体趋于温和,常规低温维持在零下三十五摄氏度,仅阶段性降至零下五十摄氏度。
气候变动会造成永久冻土缓慢消融,具体消融幅度仍需持续测算验证。现有模拟数据显示,2100年,雅库特中部区域地下二十米至二十五米的浅层冻土将完全消融。