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昏昏沉沉的气候巨人:海底永久冻土在一万二千年后仍在苏醒

昏昏沉沉的气候巨人:海底永久冻土在一万二千年后仍在苏醒

其他分类 物理学 英文翻译
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2020-12-22 18:22:54


 

来源于:PHYS

通过物理研究所


西伯利亚拉普捷夫海中部Bykovsky半岛的海岸线在夏季撤退,那时候,冰层丰富的多年冻土降落到海滩,并被海浪侵蚀.png

西伯利亚拉普捷夫海中部Bykovsky半岛的海岸线在夏季撤退,那时候,冰层丰富的多年冻土降落到海滩,并被海浪侵蚀。学分:2017,P。


在最北端,北冰洋不断膨胀,淹没了大量的沿海苔原和草原生态系统。尽管海水仅比冰冻温度高出几度,但海水开始融化其下方的永久冻土,使数十亿吨的有机物暴露于微生物分解之下。分解的有机物开始产生两种最重要的温室气体CO 2CH 4

尽管研究人员数十年来一直在研究降解海底多年冻土的方法,但由于跨国际和学科分歧收集测量数据和共享数据的困难,使人们无法对碳的总量和释放速率进行总体估算。由博士领导的一项新研究 IOP出版杂志《环境研究快报》上发表了杨百翰大学(BYU)的候选人Sara Sayedi和高级研究员Ben Abbott博士的观点,阐明了海底多年冻土的气候反馈,得出了环冰碳储量,温室气体排放的初步估计,并可能海底多年冻土带的未来响应。

Sayedi和一支由25位冻土研究人员组成的国际团队在由美国国家科学基金会支持的永久冻土碳网络(PCN)的协调下工作。研究人员结合了已发表和未发表的研究结果,以估计过去和现在的海底碳储量的大小,以及未来三个世纪可能产生多少温室气体。

研究人员使用一种称为专家评估的方法,该方法结合了多个独立的合理值,估计海底多年冻土区目前捕获了600亿吨甲烷,并在沉积物和土壤中包含5600亿吨有机碳。作为参考,自工业革命以来,人类已经向大气中释放了大约5,000亿吨碳。这使得海底多年冻土碳库成为潜在的巨型生态系统对气候变化的反馈。

塞耶迪说:“海底多年冻土确实是独一无二的,因为它仍在响应一万多年前的剧烈气候变化。” “在某些方面,它可以让我们窥见由于人类活动而在今天融化的多年冻土的可能反应。

Sayedi小组的估算表明,海底多年冻土已经释放出大量的温室气体。但是,此释放主要是由于古代的气候变化,而不是当前的人类活动。他们估计,海底多年冻土每年向大气中释放约1.4亿吨CO 2530万吨CH4。这在规模上与西班牙的整体温室气体足迹相似。

研究人员发现,如果人为引起的气候变化继续下去,海底永久冻土中CH 4CO 2的释放可能会大大增加。但是,预计此响应将在接下来的三个世纪内发生,而不是突然发生。研究人员估计,海底多年冻土层未来释放的温室气体数量直接取决于未来的人类排放量。他们发现,在照常工作的情况下,海底多年冻土变暖所释放的额外CO 2CH 4相比于减少人类排放以使气温保持在2°C以下的情况要多四倍。


海底和沿海多年冻土生态系统的艺术图,强调温室气体的产生和释放.png

 海底和沿海多年冻土生态系统的艺术图,强调温室气体的产生和释放。图片来源:北亚利桑那大学的Victor Oleg Leshyk为这项研究创作的原始艺术品。


萨耶迪解释说:“这些结果很重要,因为它们表明气候反馈作用很大,但反应缓慢。” “对该地区的一些报道表明,人类排放物可能引发甲烷水合物的灾难性释放,但我们的研究表明,几十年来,甲烷排放量逐渐增加。”

即使这种气候反馈是相对渐进的,研究人员指出,目前的任何气候协议或温室气体目标均未包含海底多年冻土。Sayedi强调,海底多年冻土仍存在大量不确定性,需要进一步研究。


海岸被海浪侵蚀的冰层.png

 西伯利亚拉普捷夫海中部Bykovsky半岛的海岸线在夏季撤退,那时候,冰层丰富的多年冻土降落到海滩,并被海浪侵蚀。学分:2017,P。


塞耶迪说:“与未来的气候对海底多年冻土的重要性相比,我们对这一生态系统知之甚少。” “我们需要更多的沉积物和土壤样品,以及一个更好的监测网络,以检测温室气体释放何时响应当前的变暖,以及这种巨大的碳库从冻结的沉睡中唤醒的速度。

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