當(dāng)富含冰的永久凍土層裸露在海灘上，并被海浪侵蝕，西伯利亞拉普捷夫海中部的拜可夫斯基半島的海岸線在夏季逐漸后退。

(圖片來源:2017年，P. Overduin)

北冰洋下每年有數(shù)百萬噸的有機(jī)碳和甲烷解凍并泄漏出海面。新的研究表明，氣候變化可能會(huì)加速溫室氣體的釋放。

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的數(shù)據(jù)，有機(jī)物質(zhì)和甲烷(一個(gè)碳原子與四個(gè)氫原子結(jié)合)中的碳目前被封在海底永久凍土中，這些冰凍沉積物大約是18000到14000年前舊石器時(shí)代冰河期末期被390英尺(120米)深海底的。該研究的作者Sayedeh Sara Sayedi是鹽湖城楊百翰大學(xué)植物和野生動(dòng)物科學(xué)系的博士生，他說，大多數(shù)海底永久凍土位于北冰洋大陸架下。

Sayedi補(bǔ)充說，由于沉積物位于如此難以到達(dá)的地方，關(guān)于有多少碳和甲烷被埋在那里，以及這些氣體以多快地速度逃逸到海洋和大氣中，只有很少的零星數(shù)據(jù)。

一些科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)溫室氣體庫是一個(gè)定時(shí)炸彈，它可能會(huì)突然噴射到大氣中，引發(fā)氣候?yàn)?zāi)難。但是Sayedi和她的同事們提出了一個(gè)不同的設(shè)想:這些氣體不會(huì)突然釋放，而是幾個(gè)世紀(jì)以來一直緩慢而穩(wěn)定地從永久凍土中滲出。人類活動(dòng)造成的氣候變化可能通過加快排放速度，而使情況變得更糟，但這種加速將發(fā)生在幾個(gè)世紀(jì)的過程中，而不是幾十年或幾年。

薩伊迪告訴趣味科學(xué)網(wǎng)說:“盡管如此，我們今天做出的決定將會(huì)對(duì)它的未來產(chǎn)生影響?！?

在《環(huán)境研究快報(bào)》(Environmental Research Letters)雜志上的研究中，研究小組試圖利用目前可用的所有零碎數(shù)據(jù)，拼湊出海底永久凍土的全面圖景;他們還請(qǐng)25位永久凍土科學(xué)家利用他們的專業(yè)知識(shí)，估算出海底永久凍土每一特定層中隱藏的有機(jī)碳含量。通過匯總他們的觀點(diǎn)，研究小組獲得了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的更詳細(xì)的圖像，他們估計(jì)永久凍土目前含有約600億噸(544億公噸)甲烷和5600億噸(5080億公噸)有機(jī)碳。

他們估計(jì)，每年約有1.4億噸(1.27億公噸)二氧化碳和530萬噸(480萬公噸)甲烷從永久凍土逸出到大氣中。根據(jù)一份聲明，這大致相當(dāng)于西班牙的碳排放量。作者指出，由于缺乏數(shù)據(jù)，這些預(yù)估的排放量仍然高度不確定。

作者還得出結(jié)論，這些溫室氣體的排放主要不是由近期的人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，而是在末次冰期(Last Glacial Maximum)之后開始的，當(dāng)時(shí)冰蓋處于最大范圍。然而，他們寫道，“從現(xiàn)在起幾百年或幾千年”，人類驅(qū)動(dòng)的變化仍可能增加這些排放。

事實(shí)上，專家們預(yù)計(jì)，在未來300年里，如果人類活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放一如既往，海底永久凍土的溫室氣體排放量將顯著增加。如果整個(gè)21世紀(jì)的排放量上升，那么永久凍土釋放的溫室氣體將比今年年底開始下降并在2100年達(dá)到零排放的溫室氣體多四倍。

在一切如常的情況下，排放量的增加將在未來幾個(gè)世紀(jì)里不斷增加，但仍不足以制造出所謂的“甲烷炸彈”。

Sayedi說，在氣候變化模型中如果忽略海底永久凍土中逃逸的碳排放，科學(xué)家們存在錯(cuò)誤計(jì)算排放到大氣中的溫室氣總量的風(fēng)險(xiǎn)，而這可能會(huì)扭曲我們?cè)O(shè)定的減排目標(biāo)。Sayedi說，在未來的5到10年里，她希望對(duì)海底永久凍土的進(jìn)一步研究可以幫助填補(bǔ)我們知識(shí)的空白，并提供更多關(guān)于海底到底有多少碳儲(chǔ)量，以及有多少碳正在被排出的確定性證據(jù)。她說，其他因素，如海冰覆蓋的范圍，也可能影響泄漏到大氣中的氣體量，因?yàn)楹１梢猿洚?dāng)天花板，將氣體封在下面。

溫室氣體(GHG或GHG)是一種在熱紅外范圍內(nèi)吸收并釋放輻射能，造成溫室效應(yīng)的氣體。地球大氣中的主要溫室氣體是水蒸氣(H?O)、二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)、一氧化二氮(N?O)、臭氧(O?)。如果沒有溫室氣體，地球表面的平均溫度將約為- 18°C(0°F)，而不是目前的平均15°C(59°F)。金星、火星和土衛(wèi)六的大氣層也含有溫室氣體。

碳是一種化學(xué)元素，符號(hào)為C，原子序數(shù)為6。它是非金屬的，是四價(jià)的——它的原子有四個(gè)電子可以形成共價(jià)化學(xué)鍵。它屬于元素周期表的第14組。碳只占地殼的0.025%。自然存在三種同位素，12C和13C是穩(wěn)定的，而1^ C是一種放射性核素，半衰期約為5730年。碳是自古以來已知的少數(shù)元素之一。

BY:Nicoletta Lanese

FY: Tommyzhu

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