جزیره‌ی قطبی سوالبارد آن‌قدر به‌طور قابل اعتمادی سرد است که بشر آینده‌اش را به آن گره زده است. از سال ۲۰۰۸، «انباری جهانی بذر سوالبارد» که در عمق خاک یخ‌زده‌ی دائمی (پرمافراست) قرار دارد، نزدیک به ۱.۴ میلیون نمونه از بیش از ۶۰۰۰ گونه‌ی مهم زراعی را در خود جای داده است. اما این جزیره اکنون با سرعتی ۶ تا ۷ برابر بیشتر از میانگین جهانی در حال گرم شدن است، به‌طوری که زمستان‌ها نیز به طرز غیرمعمولی گرم شده‌اند — البته به معیارهای قطبی. در سال ۲۰۱۷، تونل ورودی این انبار به دلیل ذوب شدن پرمافراست دچار آب‌گرفتگی شد، هرچند دانه‌ها آسیبی ندیدند.
در فوریه‌ی امسال، گروهی از دانشمندان در حال کار در سوالبارد بودند که با طنزی تلخ مواجه شدند. آن‌ها هنگام حفاری در خاک، نمونه‌هایی از باکتری‌هایی را جمع‌آوری کردند که هنگام ذوب شدن زمین رشد می‌کنند. این میکروب‌ها مواد آلی را مصرف کرده و متان دفع می‌کنند — گازی گلخانه‌ای فوق‌العاده قوی و یکی از عوامل اصلی گرم شدن زمین. این گازها ممکن است حلقه‌ی بازخوردی خطرناکی را در قطب شمال به راه انداخته باشند: هرچه خاک بیشتری ذوب شود، متان بیشتری آزاد می‌شود، که به نوبه‌ی خود باعث ذوب بیشتر خاک و تولید متان بیشتر می‌شود، و این چرخه ادامه دارد.
در برخی مناطق سوالبارد، دانشمندان حتی نیازی به حفاری نداشتند. دمای هوا در ۱۴ روز از ۲۸ روز ماه فوریه بالای صفر رفت و تا ۴۰ درجه‌ی فارنهایت (حدود ۴.۵ درجه‌ی سانتی‌گراد) رسید، در حالی که میانگین دما در این زمان از سال حدود ۵ درجه‌ی فارنهایت (حدود ۱۵- درجه‌ی سانتی‌گراد) است. برف در برخی مناطق ناپدید شد و حوضچه‌های بزرگی از آب به‌جا گذاشت. «من تجهیزاتم را برای حفاری در خاک یخ‌زده آورده بودم، اما در نهایت با قاشق خاک نمونه‌برداری می‌کردم، چون مثل بستنی نرم شده بود»، گفت دوناتو جیووانلی، زمین‌میکروب‌شناس دانشگاه ناپل فدریکو دوم و نویسنده‌ی همکار مقاله‌ای که هفته‌ی گذشته در ژورنال Nature Communications منتشر شد. «این واقعاً شوکه‌کننده بود.»
دانشمندان اکنون می‌توانند در زمستان‌های سوالبارد با قاشق نمونه‌برداری کنند، چون قطب شمال وارد بحران بازتابندگی شده است. تا همین اواخر، شمال دور مقدار مناسبی یخ دریایی داشت که بیشتر انرژی خورشید را به فضا بازمی‌تاباند و منطقه را خنک نگه می‌داشت. اما با گرم شدن زمین، آن یخ‌ها در حال ناپدید شدن‌اند و آب تیره‌تری را در معرض نور قرار داده‌اند که نور خورشید را جذب می‌کند و دما را بالا می‌برد. این خود یک حلقه‌ی بازخورد دیگر است: گرم شدن بیشتر باعث ذوب یخ‌های بیشتر می‌شود، که به نوبه‌ی خود گرمایش محلی را افزایش می‌دهد، و باز هم بیشتر.
وضع بدتر هم شده است، چون با افزایش دما در شمال دور، رطوبت بیشتری وارد جو می‌شود. از یک‌سو، آب گرم‌تر دریا راحت‌تر تبخیر می‌شود و بخار آب بیشتری به هوا می‌افزاید. از سوی دیگر، هوای گرم‌تر توانایی نگهداری رطوبت بیشتری دارد. این پدیده منجر به شکل‌گیری ابرهای کم‌ارتفاع بیشتری می‌شود که مانند پتو گرما را نگه می‌دارند — به‌ویژه در شب‌های تاریک قطب — و گرمایش را تشدید می‌کنند. همین، در کنار کاهش یخ‌های دریایی، دلیل آن است که قطب شمال تا چهار برابر سریع‌تر از میانگین جهانی در حال گرم شدن است، و سوالبارد حتی سریع‌تر از آن.
در زمستان، خاک‌های سوالبارد به‌طور سنتی منجمد می‌شدند و دانشمندان تصور می‌کردند که این باعث توقف کامل فعالیت میکروبی می‌شود. گوزن شمالی (رِین‌دیر) می‌توانست از زیر برف به گیاهان دسترسی پیدا کند. اما گرما و باران ماه فوریه برف را ذوب کرد و حوضچه‌های بزرگی از آب پدید آورد که با افت دوباره‌ی دما منجمد شدند. این لایه‌ی یخ مانع دسترسی گوزن‌ها به غذا شد. «چیزی که تجربه کردیم واقعاً قدرتمند بود، این‌که در میانه‌ی چنین رویدادی قرار بگیریم»، گفت جیمز بردلی، زمین‌میکروب‌شناس مؤسسه‌ی مدیترانه‌ای اقیانوس‌شناسی و دانشگاه کویین مری لندن و نویسنده‌ی همکار مقاله. «تقریباً همه‌چیز در مناطق وسیعی ذوب شده بود. چون لایه‌ی زیرین زمین همچنان منجمد بود، آب جایی برای نفوذ نداشت و در نتیجه ما شاهد حوضچه‌های عظیم آب روی توندرا بودیم.»
این رژیم اقلیمی جدید احتمالاً میکروبیوم خاک را دگرگون می‌کند. دانشمندان بر این باور بودند که باکتری‌های تولیدکننده‌ی متان — به نام متانوژن‌ها — در زمستان و هنگام یخ‌زدگی خاک سوالبارد از رشد بازمی‌مانند، همان‌طور که غذا در فریزر خانه در محیطی نامناسب برای میکروب‌ها ماندگاری دارد. اما با رخ دادن دوره‌های گرم، ذوب شدن می‌تواند متانوژن‌ها را بیدار کند؛ و حتی اگر دوباره باران ببارد و لایه‌ای از یخ روی زمین تشکیل شود، این باکتری‌ها می‌توانند گاز گلخانه‌ای تولید کنند. علاوه بر این، آن پوشش یخی مانع تبادل گازهای جوی با خاک می‌شود و شرایط بی‌هوازی (کم‌اکسیژن) ایجاد می‌کند که متانوژن‌ها آن را دوست دارند. «در برخی مناطق، لایه‌های عمیق‌تر ممکن است هرگز کاملاً یخ نزنند، یعنی متانوژن‌ها و سایر میکروب‌های در عمق فعال باقی می‌مانند»، گفت جیووانلی. «در واقع دیگر زمستان واقعی‌ای وجود ندارد.»
پوشش گیاهی نیز در حال تغییر است — پدیده‌ای که به آن سبز شدن قطب شمال می‌گویند. با افزایش دما، درختان و درختچه‌ها به سمت شمال خزیده‌اند تا قلمرو جدیدی را تسخیر کنند. خبر خوب این است که این گیاهان هنگام رشد، کربن را جذب می‌کنند و تا حدی از شدت گرمایش جهانی می‌کاهند. اما خبر بد آن است که پوشش گیاهی تیره‌رنگ، انرژی خورشید را بیشتر جذب می‌کند و دما را بالا می‌برد — درست مانند اقیانوس بدون یخ. همچنین، درختچه‌ها لایه‌ای از برف را روی زمین نگه می‌دارند و مانع از آن می‌شوند که سرمای زمستان به خاک نفوذ کند و آن را منجمد نگه دارد.
سرعت دگرگونی در قطب شمال حتی برای دانشمندان سرد و بی‌احساس هم تکان‌دهنده است. و تا زمانی که کشورها به انتشار گازهای گلخانه‌ای ادامه دهند، این حلقه‌های بازخورد در شمال دور می‌توانند مقادیر بیشتری از متان را وارد جو کنند. «ما این را "قطب شمال جدید" می‌نامیم — این یک اتفاق مقطعی نیست»، گفت جیووانلی. «و از سوی دیگر، احتمالاً ما در هشدارهایمان درباره‌ی تغییرات اقلیمی بیش از حد محتاط بوده‌ایم. این موضوع برای نسل آینده نیست. برای نسل ماست.»