安德鲁·哈弗丁克，一位身穿雨衣和橡胶靴的高个研究生，从阿拉斯加丹奈利国家公园大部分地区下方的冰冻土壤中用力扭出了一台双手钻，然后将空心桶从钻嘴的末端解开。他跪在一块蓝色防水布前，将桶与一个塑料托盘对齐，并在另一端推入一根杆子。一根完美的圆柱形古代土壤固体核心出现了——深色而富含养分的永冻土，长度至少为一英尺。在七月初的那个上午，哈弗丁克与北亚利桑那大学的学生和工作人员一起，从一个研究地块上收集样本和数据，研究地块由测量带划分，铺在坚韧的草丛、桤木和火焰花上。2013年6月底，一道闪电在这片大部分无树的苔原上引发了火灾，在公园北部的偏远地区。受到强烈的顺风影响，潮湿的海洋空气在阿拉斯加山脉上方升起然后下滑，火势横扫近35000英亩的土地。它烧毁了大部分植被，深入耕作层，剥离了保护冰冻土的绝缘层，冰冻土是一种巨大的碳储存，覆盖着阿拉斯加85%的土地。在他们第一次调查中，2016年，研究人员发现，在火势最烈、最深的地方，冻结土壤上方的融化土壤（称为活跃层）比火灾以外的地块深出一英尺到近两英尺——这表明了深度融化。北亚利桑那大学的研究生安德鲁·哈弗丁克在阿拉斯加丹奈利国家公园的北部偏远地区钻取永冻土芯样。詹姆斯·坦普尔至关重要的是，火灾还越过了国家公园管理局在2001年建立的两组测量网格，包括研究人员当日所站立的位置。火灾前的快照为北亚利桑那大学研究小组提供了一个稀有的机会，研究火灾如何随时间改变植被、碳和永冻土，项目的首席研究员之一，珊瑚·沃克说，她在那天早晨监督哈弗丁克的工作。这些来自高纬度火灾的直接观察正在帮助科学家更好地理解野火和永冻土消失对气候变化的影响，她说。“存在许多不确定性，”沃克说。“这些是巨大的生物群落，发生了巨大的火灾，没有人曾经去过或看过。”他们是一个日益增长的研究团队，致力于解开在北极-北方地区发生越来越频繁、火势更猛，并且将景观和冻结永冻土暴露于温暖气候后的火灾后果。该工作的关键线索提供了复杂机制的洞察，这些机制驱动着气候反馈效应：随着温度升高，火灾频率和强度增加，更多的永冻土融化，释放出温室气体，威胁着引发更多升温、火灾和永冻土的损失。了解这些效应的强度、如何相互叠加，以及其他景观变化可能在多大程度上减轻它们，对于更清晰地描绘我们的气候未来至关重要。值得注意的是，过去的模型建议，来自不断扩展的树木和植物的二氧化碳吸收可能在很大程度上抵消来自温暖土壤和融化永冻土的碳释放，至少在较长时间内并且在适度温暖水平下。但是，改善的观察和分析揭示了在接下来的十年中上升的北极-北方排放的影响令人担忧的迹象，因为世界努力使全球变暖保持在相对安全的范围内。永冻土问题 永冻土占北半球土地表面的15%，并储存约15万亿吨碳，约为大气中碳的两倍。大部分是在上一个冰河时代形成的，但在过去半个世纪中，伴随着温度上升和火灾加剧，其融化速度加快。随着融化，微生物开始分解这些有机物质，以二氧化碳和甲烷的形式释放到空气中。这两者都是促进气候变化的强效温室气体。然而，永冻土损失的影响并不像最初看起来那么简单。特别值得注意的是，科学界对此次几百年期间温室气体交换的影响最大的因素的争论由来已久：土壤和永冻土中的碳损失，还是所谓的“北极绿化”带来的碳吸收，后者是描述随着温度升高碳吸收植物在景观中传播的现象。融化的永冻土本身可以促进后者的现象，因为未冻土层的加深使更多的氮、磷和其他营养物质可以被植物所吸收。吸收碳的树木和灌木随着深根系统的…