2025年10月发表在《地球物理研究杂志·生物地球科学》上的研究揭示，来自加州理工学院的团队在永久冻土隧道研究设施中，成功唤醒了沉睡约四万年的微生物群落。

研究人员特里斯坦·卡罗描述，隧道里弥漫着类似废弃已久的发霉地下室的特殊气味，对微生物学家而言，这却是令人兴奋的信号，它意味着微生物活动的存在。团队从隧道墙壁上收集了样本，通过加入重水来追踪微生物如何利用水分，随后将环境温度调节至约12摄氏度，模拟阿拉斯加夏季的条件，观察在未来的气候条件下，这种温度触及永久冻土深处时可能发生的变化。

实验初期，这些微生物的活动进展缓慢，每天十万个细胞中只有一个发生更替。

但到了第六个月，微生物群落发生了戏剧性的重组，甚至产生了肉眼可见的生物膜。这些古老的微生物虽然与现代微生物有所不同，但表现出同样活跃的生命特征。与此同时，另一项发表在《地球物理研究杂志·生物地球科学》的类似研究也指出，在深层古老的永久冻土中，微生物在解冻后的第一个月内生长非常缓慢，存在明显的滞后期，每天只有0.001%-0.01%的细胞周转，呈现出一种“缓慢的重新苏醒”状态。

这些微生物之所以能够在严酷的冰冻环境中存活数万年，得益于它们独特的生理适应机制。

在营养、氧气等极端不利条件下，许多细胞会逐渐转入休眠状态，仅将能量代谢用于维持基本生存。永冻层作为物理和生物地球化学屏障，有效削弱了地表过程和地壳本底辐射对微生物的影响，使得这个特殊环境成为了一个保存不同地质时期微生物种群多样性的天然宝库。当冻土融化，这些微生物复苏后，会开始分解原本冰封在冻土中的有机物，释放出二氧化碳和甲烷等温室气体。

北极永久冻土是地球上一個对气候敏感的大碳库，其碳储存量大概是现今大气碳储存量的两倍。

根据政府间气候变化专门委员会2021年发布的《第六次评估报告》，全球每升温1℃，冻土可能会释放相当于140亿至1750亿吨二氧化碳的温室气体。与人类活动在2019年排放的约400亿吨二氧化碳相比，冻土的排放量可谓不容忽视。高纬度地区虽然相对寒冷，但夏季持续时间更长，升高的温度可深入到长期冻结的永久冻土中。研究也表明，微生物可能需要几个月的时间才能完全苏醒，这意味着长时间高温之后，影响才会显现。

正如卡罗在新闻声明中强调的：“在阿拉斯加的夏天，可能会有几天很热，但更关键的是夏季的延长，这种温度可能会延续到秋天和春天。”

那么，永久冻土的融化会不会导致远古病菌复苏，并威胁到人类的生命安全呢？对于这一点，暂时倒是不用过分担忧，因为微生物群落的恢复力是一个复杂的概念。有研究指出，微生物群落对干扰的响应可能呈现四种情况：完全恢复（组成和功能都恢复到原始状态）、完全生理适应（组成恢复但功能不恢复）、完全功能冗余（功能恢复但成分不恢复）、不恢复（组成和功能都不能恢复到原始状态）。

更常见的是不完全恢复，因为基线环境条件的变化或生态系统演替可能阻止微生物群落恢复到原始状态。

面对永久冻土融化可能带来的气候变化加速，国际社会需要更加积极的应对措施。根据联合国《2021排放差距报告》，即使各国履行最新的无条件减排承诺，本世纪末只有66%的机会将相对于工业化前水平的全球升温控制在2.7℃内，有90%的机会只能控制在3.3℃内。这一预期远高于《巴黎协定》订下的2℃或1.5℃目标。如要实现《巴黎协定》的气候目标，全球减排力度必须大幅提升。