沒(méi)有人確切地知道永久凍結帶中鎖定了多少碳,但其數量似乎遠比我們想象的要多。去年,由佛羅里達大學(xué)愛(ài)德華·索爾領(lǐng)導的一項國際合作研究表明,永久凍結帶的碳含量是先前估計的兩倍,約為16000億噸——該數目大約是全世界土壤中碳總量的1/3,是大氣中碳含量的兩倍。
定時(shí)炸彈
索爾估計,按照標準情況,本世紀將有1000億噸的碳會(huì )被解凍釋放出來(lái)。如果這些碳都以甲烷的形式出現,那么,其產(chǎn)生的溫室效應以目前二氧化碳年排放水平計,相當于270年的排放量!斑@是一種緩慢運轉的定時(shí)炸彈!
已有40000年歷史的東西伯利亞永久凍結帶是一個(gè)熱點(diǎn)!叭蛱柬椖俊笔且粋(gè)分析碳循環(huán)的研究網(wǎng)絡(luò ),共同主持該項目的菲利普·西艾斯說(shuō),僅東西伯利亞這一個(gè)地方就含有5000億噸碳。他還指出,2007年的夏季,東西伯利亞時(shí)有比正常氣溫高7℃的情況。
高溫意味著(zhù)上層土壤的季節性融化延伸到超過(guò)正常的更深區域,永久凍土的下層開(kāi)始融化。微生物能夠分解任何融化層中的有機物質(zhì),不僅釋放出碳,還會(huì )產(chǎn)生熱,從而導致更深層的融化。西艾斯說(shuō),由有機質(zhì)分解腐爛所產(chǎn)生的熱是另一個(gè)加快凍土融化的正反饋。
融化在永久凍土中的碳既能以二氧化碳也可以甲烷的形式進(jìn)入大氣,后者是更強效的溫室氣體。在這些地區典型的沼澤土壤和湖泊的低氧條件下,有機物質(zhì)會(huì )分解出更多甲烷的形式。
在低洼地帶,隨著(zhù)含冰量很高的凍土融化,土地體積的縮減會(huì )導致地面塌陷,融化的冰水會(huì )形成熱融湖泊。衛星勘察顯示,這類(lèi)熱融湖的數目正在增加。而沃爾特和其他人的研究顯示,它們可能正是甲烷的一個(gè)重要來(lái)源。
將這些研究集中在一起,最新的研究為我們描繪了一幅令人不安的景象,F有的模型沒(méi)有包括物質(zhì)分解所產(chǎn)生熱量的反饋作用,所以,凍土實(shí)際融化的速度要比一般設想的更快。西艾斯說(shuō):“最深的永久凍土帶有可能用不了500年,而是在100年內就會(huì )消失殆盡!
永久凍土并不是甲烷的唯一來(lái)源,淺海的沉積物也可能含有豐富的甲烷水合物,這是一種內藏甲烷的冰形式(甲烷含量高的就被稱(chēng)為可燃冰)。讓人擔心的是,人們認為北冰洋下面儲有大量的甲烷水合物。由于這里的水非常冷,人們可以在更接近地表的地方發(fā)現甲烷水合物。這些淺表沉積物對于地表水的升溫更為敏感。
挪威特羅姆瑟大學(xué)的尤爾根·明內特曾分析過(guò)以往北極甲烷水合物的噴發(fā),他認為,“全球變暖將引起更多噴發(fā)和更多釋放!
危險已經(jīng)來(lái)臨?
雖然自從前工業(yè)時(shí)代起,大氣甲烷水平已經(jīng)比過(guò)去增加了一倍,但在過(guò)去的10年前后,卻沒(méi)有多大變化?墒请S后,在2007年,幾百萬(wàn)噸的額外甲烷神秘地進(jìn)入了大氣層。利用遍布全球的甲烷監測器進(jìn)行詳細分析的結果指出,這些甲烷大部分來(lái)自遠北地區。西艾斯說(shuō),西伯利亞的永久凍土帶看起來(lái)像是最大的來(lái)源。
這種說(shuō)法還有爭議。麻省理工學(xué)院全球改變科學(xué)中心的馬特·里格比曾經(jīng)分析過(guò)甲烷激增,他說(shuō),我們還不能斷定融化凍土的釋放就是主要促成甲烷增高的原因,但“2007年西伯利亞異常溫暖,而在氣溫升高的時(shí)候,我們有可能看到釋放量的增多”。
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