Hlýnandi hitastig á norðurslóðum er að þiðna sífrera svæðisins – frosið jarðvegslag undir jörðinni – og hugsanlega endurvekja vírusa sem hafa verið í dvala í tugþúsundir ára.
á meðan heimsfaraldur af völdum sjúkdóms frá fjarlægri fortíð virðist vera forsenda vísindaskáldskapar, vara vísindamenn við því að áhættan, bara smávægileg, sé vanmetin. Við þíðingu getur efna- og geislavirkur úrgangur frá kalda stríðinu losnað, hugsanlega skaðað tegundir og truflað vistkerfi.
„Það er margt að gerast með sífreraann sem veldur áhyggjum og það sýnir í raun hvers vegna það er mjög mikilvægt að við höldum eins miklu af sífreranum frosnum og mögulegt er,“ sagði Kimberley Miner, loftslagsfræðingur við þotukrofunarrannsóknarstofu NASA á Tækniháskólinn í Kaliforníu í Pasadena, Kaliforníu.
Siffreri spannar fimmtung af norðurhveli jarðar og hefur lengi stutt við túndru á norðurslóðum og bórealskóga í Alaska, Kanada og Rússlandi. Það virkar sem tímahylki og varðveitir múmgerðar leifar nokkurra útdauðra skepna sem vísindamönnum hefur tekist að uppgötva og greina á undanförnum árum, þar á meðal tvo hellaljónshvolpa og ullaðan nashyrning.
Sfreri er hentugur geymslumiðill ekki aðeins vegna þess að hann er kaldur; það er líka súrefnislaust umhverfi þar sem ljós kemst ekki í gegn. Hins vegar er hiti á norðurslóðum að hlýna allt að fjórum sinnum hraðar en annars staðar á jörðinni og grafa undan efsta lag sífrera svæðisins.
Jean-Michel Claverie, emeritus prófessor í læknisfræði og erfðafræði við læknadeild háskólans í Aix-Marseille í Marseille, Frakklandi, hefur prófað jarðsýni sem tekin voru úr síberískum sífrera til að sjá hvort veiruagnir í þeim séu enn smitandi. Hann er að leita að „uppvakningavírusum,“ eins og hann kallar þá, og hann hefur fundið nokkra.
Veiruveiðimaðurinn
Claverie rannsakar ákveðna tegund vírusa sem hann uppgötvaði fyrst árið 2003. Þekktar sem risastórar vírusar, eru þær miklu stærri en dæmigerð fjölbreytni og sjáanleg í venjulegri ljóssmásjá frekar en öflugri rafeindasmásjá – sem gerir þær að góðri fyrirmynd fyrir þetta tegund rannsóknarstofu.
Viðleitni hans til að greina vírusa frosna í sífrera var að hluta til innblásin af hópi rússneskra vísindamanna sem árið 2012 endurlífguðu villiblóm úr 30,000 ára gömlum frævef sem fannst í holu íkorna. (Síðan þá hafa vísindamenn einnig með góðum árangri vakið forn smásæ dýr aftur til lífsins.)
Árið 2014 tókst honum að endurlífga vírus sem hann og teymi hans einangruðu frá sífreranum og gerði hann smitandi í fyrsta skipti í 30,000 ár með því að setja hann í ræktaðar frumur. Til öryggis hafði hann valið að rannsaka vírus sem gæti aðeins skotið á einfruma amöbur, ekki dýr eða menn.
Hann endurtók þetta afrek árið 2015 og einangraði aðra vírustegund sem einnig beitti á amöbur. Og í nýjustu rannsóknum sínum, sem birt var 18. febrúar í tímaritinu Viruses, einangruðu Claverie og teymi hans nokkra stofna af fornum vírusum úr mörgum sýnum af sífrera sem tekin voru frá sjö mismunandi stöðum víðs vegar um Síberíu og sýndu að þeir gætu hver um sig sýkt ræktaðar amöbufrumur.
Þessir nýjustu stofnar tákna fimm nýjar vírusfjölskyldur, ofan á þær tvær sem hann hafði endurvakið áður. Það elsta var tæplega 48,500 ára, byggt á geislakolefnisaldursgreiningu jarðvegsins, og kom úr jarðsýni sem tekið var úr neðanjarðar stöðuvatni 16 metrum (52 fet) undir yfirborðinu. Yngstu sýnin, sem fundust í magainnihaldi og feld af leifum ullar mammúts, voru 27,000 ára gömul.
Að amoeba-smitandi vírusar séu enn smitandi eftir svo langan tíma er vísbending um hugsanlega stærra vandamál, sagði Claverie. Hann óttast að fólk líti á rannsóknir hans sem vísindalega forvitni og lítur ekki á möguleikann á því að fornar vírusar vakni aftur til lífsins sem alvarlega lýðheilsuógn.
„Við lítum á þessar amöbu-sýkingu vírusa sem staðgöngum fyrir allar aðrar mögulegar vírusar sem gætu verið í sífrera,“ sagði Claverie við CNN.
„Við sjáum ummerki margra, margra, margra annarra vírusa,“ bætti hann við. „Þannig að við vitum að þeir eru þarna. Við vitum ekki með vissu að þeir séu enn á lífi. En röksemdafærslan okkar er sú að ef amöbuvírusarnir eru enn á lífi, þá er engin ástæða fyrir því að hinar veirurnar verði ekki enn á lífi og geti sýkt eigin hýsils.
Fordæmi fyrir sýkingu í mönnum
Í sífrera hafa fundist leifar af veirum og bakteríum sem geta smitað menn.
Lungnasýni úr líkama konu sem grafið var upp árið 1997 úr sífrera í þorpi á Seward-skaga í Alaska innihélt erfðaefni úr inflúensustofni sem bar ábyrgð á heimsfaraldrinum 1918. Árið 2012 staðfestu vísindamenn að 300 ára gamlar sýrðar leifar konu sem grafin var í Síberíu innihéldu erfðafræðileg einkenni veirunnar sem veldur bólusótt.
Miltisbrandsfaraldur í Síberíu sem hafði áhrif á tugi manna og meira en 2,000 hreindýr á milli júlí og ágúst árið 2016 hefur einnig verið tengt við dýpri leysingu sífrera á einstaklega heitum sumrum, sem gerir gömul gró af Bacillus anthracis kleift að koma aftur upp á yfirborðið frá gömlum grafreitum eða dýrahræ.
Birgitta Evengård, prófessor emerita við Umea háskólann í klínískri örverufræði í Svíþjóð, sagði að betur ætti að hafa eftirlit með hættunni sem stafar af mögulegum sýklum við að þíða sífrera, en varaði við ógnvekjandi nálgun.
„Þú verður að muna að ónæmisvörn okkar hefur verið þróuð í náinni snertingu við örverufræðilegt umhverfi,“ sagði Evengård, sem er hluti af CLINF Nordic Centre of Excellence, hópi sem rannsakar áhrif loftslagsbreytinga á algengi smitsjúkdóma í mönnum og dýr á norðlægum slóðum.
„Ef það er vírus falinn í sífreranum sem við höfum ekki verið í snertingu við í þúsundir ára gæti verið að ónæmisvörn okkar sé ekki nægjanleg,“ sagði hún. „Það er rétt að bera virðingu fyrir aðstæðum og vera fyrirbyggjandi en ekki bara viðbragðsgóður. Og leiðin til að berjast gegn ótta er að hafa þekkingu.“
Auðvitað, í hinum raunverulega heimi, vita vísindamenn ekki hversu lengi þessar vírusar gætu haldist smitandi þegar þær verða fyrir núverandi aðstæður, eða hversu líklegt er að vírusinn hitti á viðeigandi hýsil. Ekki eru allar veirur sýklar sem geta valdið sjúkdómum; sumar eru góðkynja eða jafnvel gagnlegar fyrir gestgjafa sína. Og þó að þar búi 3.6 milljónir manna, er norðurskautið enn strjálbýlt svæði, sem gerir hættuna á að menn verði fyrir fornum vírusum mjög litlar.
Samt sem áður, „áhættan mun örugglega aukast í samhengi við hlýnun jarðar,“ sagði Claverie, „þar sem sífreri þiðnun mun halda áfram að aukast og fleira fólk mun byggja norðurskautið í kjölfar iðnaðarframkvæmda.
Og Claverie er ekki einn um að vara við því að svæðið gæti orðið frjór jarðvegur fyrir yfirfallsatburði - þegar vírus hoppar inn í nýjan hýsil og byrjar að dreifa sér.
Á síðasta ári birti hópur vísindamanna rannsóknir á sýnum af jarðvegi og seti í stöðuvatni sem tekin voru úr Lake Hazen, ferskvatnsvatni í Kanada sem staðsett er innan heimskautsbaugs. Þeir raðgreina erfðaefnið í setinu til að bera kennsl á veirumerki og erfðamengi hugsanlegra hýsils - plantna og dýra - á svæðinu.
Með því að nota tölvulíkanagreiningu bentu þeir á að hættan á að vírusar berist til nýrra hýsils væri meiri á stöðum nálægt þeim stað þar sem mikið magn af jökulbræðsluvatni flæddi inn í vatnið - atburðarás sem verður líklegri þegar loftslag hlýnar.
Óþekktar afleiðingar
Að bera kennsl á vírusa og aðrar hættur sem felast í hlýnandi sífreranum er fyrsta skrefið í að skilja hvaða hættu þeir hafa í för með sér fyrir norðurskautið, sagði námumaður hjá þotuframdrifsrannsóknarstofu NASA. Aðrar áskoranir fela í sér að mæla hvar, hvenær, hversu hratt og hversu djúpt sífreri mun þiðna.
Þíðing getur verið hægfara ferli sem tekur allt að sentímetra á áratug en gerist líka hraðar, eins og þegar um er að ræða miklar landlægðir sem geta skyndilega afhjúpað djúp og forn sífreralög. Ferlið losar einnig metan og koltvísýring út í andrúmsloftið - sem gleymist og vanmetinn drifkraftur loftslagsbreytinga.
Miner skráði fjölda hugsanlegra hættu sem nú er frosið í sífrera á norðurslóðum í 2021 grein sem birt var í vísindatímaritinu Nature Climate Change.
Þessar mögulegu hættur voru meðal annars grafinn úrgangur frá námu þungmálma og efna eins og skordýraeitursins DDT, sem var bannað snemma á tíunda áratugnum. Geislavirkum efnum hefur einnig verið hent á norðurslóðum - af Rússlandi og Bandaríkjunum - frá því að kjarnorkutilraunir komu til sögunnar á fimmta áratugnum.
„Snögg þíða afhjúpar fljótt gamla sjóndeildarhring sífrera, losar efnasambönd og örverur sem eru bundnar í dýpri lög,“ sögðu Miner og aðrir vísindamenn í 2021 greininni.
Í rannsóknarritgerðinni merkti Miner beina sýkingu manna með fornum sýklum sem losna úr sífrera sem „eins og stendur ósennileg“.
Hins vegar sagði Miner að hún hefði áhyggjur af því sem hún kallaði „Methúsalem örverur“ (nefnd eftir biblíumyndinni með lengsta líftímann). Þetta eru lífverur sem gætu fært gangverki fornra og útdauðra vistkerfa inn á norðurslóðir nútímans, með óþekktum afleiðingum.
Endurkoma fornra örvera hefur tilhneigingu til að breyta jarðvegssamsetningu og gróðurvexti, mögulega flýta enn frekar fyrir áhrifum loftslagsbreytinga, sagði Miner.
„Okkur er í raun óljóst hvernig þessar örverur munu hafa samskipti við nútíma umhverfi,“ sagði hún. „Þetta er í raun ekki tilraun sem ég held að allir okkar vilji framkvæma.
Besta aðgerðin, sagði Miner, er að reyna að stöðva þíðuna og víðtækari loftslagskreppuna og halda þessum hættum í sífreranum fyrir fullt og allt.
