序言

切尔斯基是俄罗斯东北部的一个城镇。这里寒冷而偏僻，是地球上最荒凉的地区之一：到处是一望无际的泥地、沼泽和湿地。这里就是西伯利亚冻土带。切尔斯基位于一片泥炭沼泽区内，一年的大部分时间都是冰封的，其面积和法国相当。目前这里的人口仅有2万，许多是当地的雅库特人，他们以放牧驯鹿为生。

在地球上，除了南极洲，几乎没有什么地方比这儿更荒凉了。这个地区因其寒冷和偏远而得名，因此，曾被选为战俘集中营。在这里几乎不费吹灰之力就能把犯人监禁起来，因为他们无处可逃。如今，集中营已不复存在，但是，这块土地却仍然具有惩戒的意味。没有充足的理由，一般人是不会去那里的。但对科学家而言，该地区可能会对探索地球的未来起到关键作用。

西伯利亚的夏天是短暂的。其间，冰封的地面融化开来，冻土带变成一块由湿地和湖泊组成的浸过水的“拼布”。血湖位于切尔斯基市郊，它的名字源于该地区关于古拉格的可怕的历史。冬天，就像这里所有的湖泊一样，血湖也会全部冻结，湖面上覆盖着不透明的灰白色冰层，大约1米厚的冰层能够安全地承受一个人或一辆雪地摩托车的重量。但是，有一年春末我去那里的时候，发现湖面的冰层变得很薄，比之前更容易脆裂了。而且，湖面边缘出现了深色的斑块，薄薄的冰面已经变得像玻璃一样透明了。我们可以看到封在冰层下面的气穴，以及从湖水深处不断往上冒的小气泡——血湖像是在装死，它微弱地呼吸着，像是在等待着从那冰冷的坟墓中解脱出来。然而，这些并不是普通的空气气泡。如果将冰层刺穿，然后用火焰对准咝咝冒出的气体，一股炽热的气流就会喷射出来。在一两分钟的时间里，熊熊的火焰就会照亮极地的夜空。火焰和周围的落叶松林一样高，像是有几百升气体在燃烧。前行几米，你很快便会发现其他气穴。在那里，你可以重复相同的实验。实际上，这个地区几乎所有的湖泊都会排放出同样奇怪的气体：一种无色、无味、极易燃烧的气体，这些都足以说明西伯利亚冻土带正在泄漏甲烷。

广阔的西伯利亚勒拿河三角洲地区——一块由河道和湖泊编织成的“拼布”，融化的湖泊呈马蜂窝状。西伯利亚东北角地区可能会对探索星球的未来起到关键作用。

夏威夷基拉韦厄火山燃烧时的景象。

甲烷是地球上主要的温室气体之一。它或许不像二氧化碳那样广为人知，但它的危害也很大：同等质量甲烷在大气中吸收的热量是二氧化碳的21倍。这就是说，即使甲烷的泄漏量相对较少，也有可能对气候产生巨大的影响。自上个冰期以来，西伯利亚地区的甲烷就一直被封在多年冻土层中。只有最上面大约半米厚的冻土层会在夏天融化，又在冬天重新结冰，而其下深达1000多米的地层却是永久冻结的。自一万年前的冰期以来，只有极少量的甲烷从这块冰封的土地下面逃逸出来，但是现在，这里的热量似乎已经被调高了。

在地球上，北极地区的温度上升得比其他任何地区都要快。在阿拉斯加，春天的到来比半个世纪前提前了两周。自1950年以来，内陆气温升高了2℃，多年冻土层的气温上升了2.5℃。西伯利亚可能正在以更快的速度变暖。在过去10年[1]中，该地区的平均气温大约上升了3℃。同样，自20世纪80年代初开始使用卫星观测以来，这里的春天大约每年提前一天。从阿拉斯加横跨加拿大北部，再到西伯利亚地区，你会发现多年冻土层正逐渐变成泥浆，坚固的地基塌陷，致使公路和建筑物下沉断裂。一年的大部分时间里，冰封的河流原本充当着公路，如今可以在上面开车行走的时间变得越来越短了。越来越多的土地变成沼泽，而且每年都有不断蔓延的趋势。当西伯利亚多年冻土层融化的时候，那里的甲烷就会喷涌而出。

据估计，西伯利亚多年冻土层中的甲烷含量是地球陆地甲烷总量的1/4。这里的湖泊正在融化，甲烷也正以越来越快的速度泄漏。更糟糕的是，随着冻土带的气温逐渐升高，积雪的覆盖面也不断减少，这样一来，冻土带融化的速度会更快，因为裸露的土壤会吸收太阳的热量，而不是像积雪那样把热量反射回太空。一旦酝酿已久的甲烷找到突破口，就会源源不断地向外排放，永不停歇。

这听起来像另一个全球变暖的恐怖故事，不同的是，许多地质学家认为在此之前也发生过类似的情况。有人认为，大约5500万年前（早在冰期以前），数万亿吨甲烷从海底沉积物中逃逸出来，又在大气层中聚集了数千年，导致地球表面的平均气温从18℃上升到了24℃[2]；相比之下，目前全球平均温度大约是15℃。所以，在当时整个世界都被改变了。湖水蒸发，很多海洋消失，森林变成灌木林，灌木林再变成荒漠。极地冰川融化，北冰洋的温度变得和今天的热带海洋一样高。北极圈的松林痕迹就是那时候留下来的。当时在暖流的作用下，这些树木长得非常茂盛，而现在，只有一些地衣和苔藓能在这里存活。动物向新大陆迁徙，到达那些曾经被冰川或海水阻隔的地区。但也有不利的一面：由于气候的变化，海洋遭受毒害，海水深处缺氧，造成数百万海洋生物死亡，许多物种濒临灭绝。

在西伯利亚东北部，冰冻的地面正在融化，从无数个解冻的湖泊中，如迈恩河与阿纳德尔河之间的湖泊，甲烷正在泄漏。

今天，我们排放到大气中的温室气体促使地球气温持续上升，且比5500万年前上升得更快。如果气候的变化也将封存在北冰洋多年冻土层或海底沉积物中的甲烷释放出来，那么，全球变暖的速度就会超出预期。种种迹象表明：以前发生过的情况很可能再次发生。

近几十年科学家才开始探索地球对人类强加给它的变化究竟会敏感到何种程度。要使生命能够在地球上存活，就需要有稳定的气候，而这有赖于海洋、陆地和大气之间隐形的动态网络连接。海洋、陆地和大气这些元素组成了这个世界，它们表面上相互独立，但事实上，它们就像安装在一台复杂机器上的齿轮一般紧密地配合运转，并设法通过物质和能量之间的不断交换来维持气候平衡，从而使地球成为宜居星球。但问题是我们这个相互连通的世界不仅是复杂的，而且是多变的，即使系统中的某个部分发生一些看似微小的变化，比如从融化的西伯利亚沼泽中泄漏出来的甲烷，也能通过相互之间的连锁反应在全球产生深远影响。