0 研究发现,旧的碳库不太可能导致大量温室气体释放 | 猎奇故事网

土壤的永久冻土和海洋深处的甲烷水合物是古代碳的大型储集层。随着土壤和海洋温度的升高,储层可能会崩溃,释放出大量的强效温室气体甲烷。但是这种甲烷会真正进入大气吗?

罗切斯特大学的研究人员-包括地球与环境科学教授Vasilii Petrenko实验室的研究生Michael Dyonisius-和他们的合作者研究了地球历史上一段时期的甲烷排放,部分类似于今天的地球变暖。他们发表在《科学》杂志上的研究表明,即使由于变暖而从这些大型自然仓库中释放出甲烷,也几乎没有到达大气中。

迪奥尼修斯说:“我们的主要观点之一是,我们需要更加关注人为排放(源于人类活动的排放)而不是自然反馈。”

什么是甲烷水合物和多年冻土?

植物死亡后,会分解成土壤中的碳基有机物。在极冷的条件下,有机物中的碳冻结并被捕获,而不是排放到大气中。这形成了多年冻土,这种土壤甚至在夏天都被持续冷冻超过一年。多年冻土主要存在于陆地上,主要分布在西伯利亚,阿拉斯加和加拿大北部。

与有机碳一起,永久冻土中还存在大量的水冰。当多年冻土层在高温下解冻时,冰融化,下面的土壤变得涝渍,从而有助于创造低氧条件-土壤中微生物消耗碳并产生甲烷的理想环境。

另一方面,甲烷水合物主要存在于大陆边缘的海洋沉积物中。在甲烷水合物中,水分子的笼子将甲烷分子捕获在内部。甲烷水合物只能在高压和低温下形成,因此它们主要存在于海洋深处。如果海洋温度升高,甲烷水合物所在的海洋沉积物的温度也会升高。然后,水合物将不稳定,分解并释放出甲烷气体。

佩特连科说:“如果其中的一小部分迅速不稳定,并且甲烷被转移到大气中,那么我们将对温室气体产生巨大影响,因为甲烷是一种非常强大的温室气体。” 随着气候的持续变暖,人们真正担心的是将这些库存中释放出的大量碳排放到大气中。”

从冰芯收集数据

为了确定在变暖条件下古代碳沉积物中可能释放出多少甲烷,Dyonisius和他的同事们转向了地球过去的模式。他们从南极的泰勒冰川(Taylor Glacier)钻取并收集了冰芯。冰芯样本的作用就像时间胶囊:它们包含微小的气泡,并在其中捕获了少量的古代空气。研究人员使用熔化室从气泡中提取出古代空气,然后研究其化学成分。

Dyonisius的研究专注于测量从8000-15,000年前地球最后一次冰消期开始的空气成分。

迪奥尼修斯说:“这个时期与今天的部分相似,当时地球从寒冷的状态变成了温暖的状态。” “但是在最后一次冰消期间,变化是自然的。现在,变化是由人类活动驱动的,我们正在从温暖的状态转变为更加温暖的状态。”

通过分析样品中甲烷的碳14同位素,研究小组发现古代碳储层的甲烷排放量很小。因此,迪奥尼修斯总结说:“如今,这些老碳储集层不稳定并产生大量积极变暖反馈的可能性也很小。”

Dyonisius和他的合作者还得出结论,释放的甲烷不会大量进入大气。研究人员认为,这是由于几种天然的“缓冲液”造成的。

缓冲器防止释放到大气中

就甲烷水合物而言,如果甲烷在深海中释放,则大部分甲烷在到达大气层之前就被海洋微生物溶解和氧化。如果多年冻土层中的甲烷在土壤中形成足够深的深度,则它可能会被食用甲烷的细菌氧化,或者永久冻土中的碳可能永远不会转化为甲烷,而可能以二氧化碳的形式释放。

佩特连科说:“看来,无论采用何种天然缓冲剂,都可以确保释放出的甲烷量不多。”

数据还显示,在上一次冰消期,湿地甲烷排放量随着气候变化而增加,随着当今世界继续变暖,湿地甲烷排放量可能会增加。

佩特连科说,即便如此,“目前人为甲烷排放量比湿地排放量大两倍左右,而且我们的数据表明,我们不必担心大型碳库因未来的变暖而释放大量甲烷;我们应该更加关注人类活动释放的甲烷。”

这项研究得到了美国国家科学基金会和戴维·露西尔·帕卡德基金会的支持。

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