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Ann M. Simmons /
Georgi Kantchev
一條天然氣管道穿過俄羅斯波克羅夫斯克附近的永凍層地帶。
圖片來源:ARTHUR BONDAR FOR THE WALL STREET JOURNAL
曾經被認為是永久凍結的土層如今正在解凍恢復生機,而這威脅著俄羅斯經濟的一個重要組成部分。
根據科學家和俄羅斯政府的研究,永凍層的解凍是氣候變化的結果。俄羅斯有三分之二的土地位於永凍層的上面,包括該國大部分的石油和天然氣基礎設施。政府數據顯示,自1976年以來,俄羅斯的平均氣溫每10年上升0.92華氏度,比全球氣溫上升速度高出2.5倍。
礦山和工廠出現越來越多因腐蝕造成的泄漏和裂縫,這在很大程度上源於土層解凍。據生態學家和其他研究人員說,在管道行業,過去在永久凍土中固定了一些支架和其他裝置,當下面的土層發生變化時,這些裝置往往會發生腐蝕、扭曲和彎曲。公司正投入數以百萬美元計的資金用於加固建築物,監測土壤溫度和安裝高科技冷卻系統。
行人穿過俄羅斯雅庫茨克市中心的街道。
由於永凍層,雅庫茨克市面臨基礎設施方面的挑戰。
2020年春季,北極地區發生有史以來最大規模的泄漏事件,西伯利亞偏遠地區的一個柴油儲存設施損壞,導致20,000噸燃料泄漏。罪魁禍首之一就是永凍層解凍。
泄漏事故發生後,俄羅斯總統普丁(Vladimir Putin)宣布全國進入緊急狀態,俄總檢察長命令地區檢察官檢查所有建在永凍層上的危險設施。俄主要調查機構——調查委員會(Investigative Committee)事後將這一事故歸因於疏忽和維護不當。該設施經營方、礦業公司Norilsk Nickel管理人士——以及一些政府科學家和民選官員——則表示,永凍層的融化導致儲油罐下方支柱受損。
「不久之前,大家還都認為到本世紀末永凍層將對基礎設施產生影響。現在我們知道沒有多少時間了,」阿拉斯加大學費爾班克斯分校地球物理學教授Vladimir Romanovsky說,「石油、天然氣、村莊,一切都岌岌可危。」
俄羅斯經濟官員和科學家估計,永凍層的融化可能影響俄羅斯超過五分之一的基礎設施。俄一位內閣部長5月份曾表示,到2050年相關經濟損失將超過680億美元。俄羅斯政府稱,永凍層覆蓋區域40%的建築和基礎設施已經受損。
俄羅斯建築和設備的老化,尤其是許多可追溯到冷戰時期的建築設施,讓問題更加嚴峻。普丁6月份發表全國講話稱:「我們必須為此做好準備。」上個月,他下令設立一個全國性的永凍層監測系統分析140個站點的數據。
位於雅庫茨克Avtozavodskaya街的房屋經常出現牆壁開裂。
在俄羅斯東北部地區雅庫特的首府雅庫茨克,居民稱水管經常爆裂,導致建築物出現裂縫和漏洞。來自地下的濕氣使路面彎曲變形,導致瀝青出現裂縫。當地工程師說,由於軌道變形,列車要降低運行速度。至少有一個內澇村莊從邊遠的科萊馬河盆地遷出是因為洪水。
在整個農村地區,永凍層解凍的影響是顯而易見的。當地科學家說,冰的解凍使農田變成沼澤,春季河水上漲,與二十世紀80年代相比,徑流最多增加了30%。在村莊裡,當地人以前把肉和其他易腐物品儲存在深挖的地窖裡,現在由於底層土壤浸水,必須使用冷凍冰箱了。
幾個世紀以來,為了舉行葬禮,人們必須挖到地下大約五英尺,然後燃燒木頭,將土壤加熱到適合埋葬死者的柔軟程度。當地生態學家Valentina Dmitriyeva說,現在不需要第二個步驟了。
巨大的西伯利亞坑洞,例如上圖中於2014年拍攝的這個坑洞,可以在地下氣體衝破鬆軟、解凍的土壤時形成。
圖片來源:VLADIMIR PUSHKAREV/RUSSIAN CENTRE OF ARCTIC EXPLORATION/REUTERS
商業挑戰
永凍層是地表下永久凍結的厚層,並因此而得名。永凍層由土壤、岩石或沉積物組成,通常在兩年時間以上保持在冰點以下溫度。永凍層存在於乾旱的陸地附近和海床下,在地表下一英寸到幾英里深度的任何地方都可能出現。永凍層在歷來的嚴寒地區最為常見,如俄羅斯、阿爾卑斯山和中國山區。
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美國國家環境保護局(U.S. Environment Protection Agency, 簡稱EPA)表示,全球變暖造成永凍土軟化,排放出的氣體又加劇了全球變暖。EPA稱,隨著永凍土解凍,植物和其他有機物質的殘骸會分解,向大氣中釋放甲烷和二氧化碳,進而加劇全球變暖問題。
在一些地區,解凍的地面會出現坑洞。科學家稱,這可能是因為地下氣體不斷累積,最終能夠穿透永凍層較為鬆軟的上層。
據美國的統計數據,在阿拉斯加,自20世紀70年代末以來,位於北部的戴德霍斯傳感器地點的永凍土表面每十年升溫1.5華氏度。阿拉斯加住宅的地基已經不穩,高速公路和鐵軌因出現開裂、隆起和下沉需要修復。加拿大北部北極地區的房屋、道路、原住民文化遺址和海洋環境都遭到了破壞。
俄羅斯一些大企業已經在針對永凍層的情況作出調整。
一名員工站在西伯利亞鑽石礦坑的邊緣,鑽石生產巨頭Alrosa在那裡藉助炸藥從永凍層中開採鑽石。
圖片來源:ALEXANDER NEMENOV/AGENCE FRANCE-PRESSE/GETTY IMAGES
據摩根士丹利(Morgan Stanley), 全球鑽石生產巨頭Alrosa擁有的82%儲量位於永凍層。Alrosa表示,該公司已經在旗下礦區增設「冷凍柱」;這些柱子連接到地表的製冷站,並將冷卻劑注入地下數十英尺深處,以加固永凍土。
Alrosa在西伯利亞擁有一個永凍層監測部門(Permafrost Surveillance Unit),監測4,800口井的土壤溫度。另一家礦商PAO Severstal說,正在利用支柱建造相關結構,以更好地適應不斷變動的地面。
對油氣公司來說,永凍層對資源的開採和隨後的運輸都有干擾。
據摩根士丹利,俄羅斯國有能源巨頭PAO Gazprom大約90%的天然氣生產位於被永凍土覆蓋的省份。在Bovanenkovskoye油田(俄羅斯北部的一個巨大設施,Gazprom希望這裏還能開採一個世紀),該公司已經安裝了1,000個汽液冷卻裝置,這是一個地下管道系統,用於循環製冷劑化合物並確保地面保持凍結。
Alexander Sobul是一名專業潜水員,在雅庫特地區從事管道基礎設施的水下維修工作已有40年,他說他在潜水時注意到裂縫和變形增加。他認為原因在於管道周圍原本緊實的土壤發生鬆動。Sobul說:「焊接結構撐不住。」
摩根士丹利的研究人員說,永凍層融化和相關基礎設施退化可能會損害俄羅斯的信用狀況。石油和天然氣行業對該國國內生產總值(GDP)的貢獻高達五分之一,而燃料和能源產品佔俄羅斯出口的半數以上。
資產管理公司T. Rowe Price.的信用分析師Willem Visser說:「你可以看到這些公司非常重視這個問題。」Visser在對俄羅斯能源公司的分析中加入了永凍土風險的指標。
「建築物不穩」
雅庫特地區受到的影響尤其嚴重。雅庫特位於俄羅斯東北部,面積達120萬平方英里,是法國面積的5倍。雅庫特的首府雅庫茨克是世界上最冷的、常年有人居住的城市。這座城市每年至少有三個月氣溫會降到華氏40度(4.4攝氏度)以下。今年夏天,該地區因失控的野火而登上媒體頭條,科學家說,野火進一步導致土壤解凍。
大宗商品開採是雅庫特經濟的關鍵組成部分。耗資550億美元的Power of Siberia管道是向中國輸送俄羅斯天然氣的重要戰略項目,主要輸送在雅庫特油氣田發現的天然氣。
Larisa Tikhonova住在雅庫茨克,她的公寓已經飽經風雨,當天花板上出現第一條裂縫時,她並沒有在意。
Larisa Tikhonova為了修復受損的公寓已經等了11年。
雅庫茨克的一座建築物走廊出現裂縫。
不久,裂縫越來越多,與她廚房牆上新形成的裂縫連成一片。她的廚房建造於20世紀50年代。後來,這棟四層建築下面的積水發出了惡臭。Tikhonova和她的鄰居撥打了緊急服務電話,甚至起訴了這座位於偏遠的西伯利亞東北部、擁有30萬人口的城市的政府,但沒有人前來提供幫助。她已經等待了11年。
另一些當地人說,他們也經常聽到建築物傾斜和牆壁開裂時的吱呀聲或噼啪聲,已經習慣了。生態學家Dmitriyeva說,在大約10年前進行的檢測中,雅庫茨克2,000座混凝土公寓樓中只有不到30座被認為是安全的,而且自那以來幾乎沒有進行過維修。
該市在2010年、2011年、2015年和去年發生過部分建築倒塌的情況。
保安Eduard Kirillin被允許在 20 分鐘內從他父母損壞的公寓裡取走物品。
建築工程師Eduard Romanov在雅庫茨克調查建築結構問題。
今年早些時候,在一個安靜的住宅區Avtodorozhnaya大街散步時,當地建築工程師Eduard Romanov勘察了一棟兩層公寓樓地基的腐蝕情況。2020年夏天,在還有居民居住的情況下,這棟樓的正面出現一條一英尺寬的裂縫,之後該樓被當地官員標記為不適宜居住的建築。
保安Eduard Kirillin就曾是該樓的居民之一。他當時正在其中的一套公寓裡,坐在電腦前喝茶,然後他聽到了巨大的破裂聲。由於擔心屋頂出現了塌陷,Kirillin與其他鄰居一起跑到了街上,發現大樓的一側正在開裂。這套公寓由Kirillin的父母擁有。
Kirillin說:「我記得之前曾看到樓底下的水管漏水。樓底下總是濕的。在事故發生的前一天晚上,大樓好像出現了晃動。」
此事發生一個月後,居民被允許返回家中搶救財物。Kirillin說,他的父母從當地政府獲得了相當於約42,600美元的賠償。這座建築在今年夏天被拆除。
Romanov說,過去,雅庫茨克的房屋可以安全地建在打進凍土層26英尺的樁柱上。如今,樁柱必須打到近40英尺的深度。
在約三英里外的Lenina街上,Tikhonova家樓上兩層的角落公寓是Viktor Polyanichko的父母家,這裏已是千瘡百孔。Polyanichko說,他們的公寓「到處都是巨大的裂縫。門都是歪的。我的父母說,他們可以聽到上面的樑柱開裂的聲音」。
Polyanichko和其他居民沒法把責任歸咎於任何人。雅庫特建築和住房監督局(State Building and Housing Supervision Authority)估計,99%的房屋裂縫都源於建築維護不善。該局第一副局長Vlad Permyakov說:「最重要的是管理維護。」
當地生態學家和科學家以及Romanov等工程師都表示,土壤解凍是一個主要因素。專注研究工作的Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North主管Valery Lepov稱,建造地下室困難重重。Lepov稱:「我們只能在一些土壤沒有大片解凍的地方建造地下室。」
2020年夏天,在偏遠的雅庫特村落Argakhtakh,當地一個連接到發電站的油罐接縫破裂。約五噸柴油流入周邊土壤和附近的一條河流。
地區檢察官調查這起泄漏事件後確定,此次事故原因是地區官員未能及時發現燃料儲存罐受到侵蝕的跡象,這也說明了永凍土融化的事實。
圖為雅庫茨克一座被疏散的公寓樓裡的空窗框。
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