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冻土融化释放温室气体 全球变暖可能加速

2018-08-30 06:56:59  来源:科技日报  责任编辑:周冬   我来说两句

“这项研究的最大意义,在于警示未来全球气候变化可能比我们想象中要快。”兰州大学资源环境学院千人计划特聘教授张廷军29日在接受科技日报记者采访时表示,研究再次证明,全球气候变化并非“谣言”,而是货真价实的存在。

据媒体报道,国外研究小组在《自然·通讯》杂志上发表的最新研究表明,伴随着气温逐渐升高,北极多年冻土退化,形成许多新的热融湖,这些湖泊使多年冻土融化加速。

张廷军告诉记者,15年前,自己在美国科罗拉多大学的研究团队曾做过当时很超前的湖下多年冻土退化模拟研究,但没想到将湖下多年冻土退化和碳研究结合起来。“本研究的一大亮点是有着特别新颖的理念,而这对科研来说非常重要。”

多年冻土掩埋了数千年或上万年的植物和动物残骸,研究表明,其蕴藏的碳含量是目前大气中碳含量的两倍多。

张廷军形容,这些碳以固态形式被封存在土里,好比被冻在冰箱的菜。但一旦气候变暖,多年冻土就会融化,封存的有机碳被分解成二氧化碳或甲烷,释放到大气中,加速气候变暖。

在此之前,科学家们认为,掩埋在季节融化层之下的多年冻土,虽然在最近几十年升温较快,但北极多年冻土层融化仍然非常缓慢,需要很长的时间。

上述研究拨快了这个时间表。

研究表明,在热融湖泊下面,多年冻土在21世纪会快速融化,热融湖下有机碳分解速度加快,远比没有被热融湖覆盖的陆地多年冻土融化、分解有机碳的速度快许多。

在张廷军看来,这也是本研究的另一大创新,以前观测主要是通过采样的方式,在湖水表面或湖冰表面观测甲烷和二氧化碳通量,但基本不做预测,本研究向前更进一步,借助模型模拟热融湖下多年冻土融化速率预测未来。

但他同时谨慎表示,预测的准确性与冻土模型、碳分解过程中的微生物过程模型有关,模拟结果目前没法验证。此外,热融湖下多年冻土里碳含量具体有多少是未知的,这也是影响模式准确性的关键因素。当然最大的不确定因素,是气候怎么变,以多快的速率升温。

虽然国内外对冻土研究相对较早,但在80年代末90年代初,才开始将土壤冻融过程及多年冻土加入气候模式中的陆面过程模式。如今,多年冻土碳研究成为最热门的方向之一。

科研人员在包括美国阿拉斯加在内的北极地区,已开展了大量工作。但多年冻土里到底有多少碳,多年冻土融化后有机碳如何分解,以什么速率分解,到底给大气贡献了多少二氧化碳和甲烷?这都是目前急需研究的关键科学问题。

张廷军告诉记者,研究最让人“纠结”的地方是,气候变暖导致多年冻土退化有利于植被增长,植被又吸收二氧化碳,多年冻土到底是向大气释放碳,还是吸收碳,换句话说,是源还是汇,目前争论很多,尚未有定论。

“现在对冻土的很多认识才开始,很多工作还需要进一步加强。”张廷军举例说,今年,他的团队和美国地质调查局联合发表了一篇北半球多年冻土区汞的文章,这也是有关多年冻土区汞研究的里程碑式成果。 

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