解凍永久凍土從深處釋放溫室氣體
2020 年夏季的熱浪對西伯利亞產(chǎn)生了哪些影響?在波恩大學(xué)(德國)領(lǐng)導(dǎo)的一項研究中,地質(zhì)學(xué)家將西伯利亞北部空氣中甲烷濃度的空間和時間分布與地質(zhì)圖進行了比較。結(jié)果:去年熱浪過后,空氣中的甲烷濃度表明,增加的氣體排放來自石灰?guī)r地層。該研究發(fā)表在國家科學(xué)院院刊( PNAS ) 上。
永久凍結(jié)的永久凍土覆蓋了北半球的大片地區(qū),尤其是亞洲北部和北美。如果它們在變暖的世界中解凍,這可能會帶來危險,因為在解凍過程中會釋放CO 2和甲烷,并放大人為溫室氣體效應(yīng)。“甲烷在這里特別危險,因為它的變暖潛力比 CO 2高很多倍,”波恩大學(xué)地球科學(xué)研究所的 Nikolaus Froitzheim 教授解釋說。因此,悲觀主義者已經(jīng)談到了“甲烷炸彈”迫在眉睫。到 2100 年,全球變暖將升高 0.2 攝氏度。Nikolaus Froitzheim 及其同事 Jaroslaw Majka(克拉科夫/烏普薩拉)和 Dmitry Zastrozhnov(圣彼得堡)的一項新研究現(xiàn)在對這一假設(shè)提出了挑戰(zhàn)。
大多數(shù)先前的研究僅涉及永久凍土中植物和動物殘骸本身腐爛的排放。在他們目前的研究中,由 Nikolaus Froitzheim 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員對西伯利亞空氣中的甲烷濃度(由衛(wèi)星光譜確定)和地質(zhì)圖進行了比較。他們發(fā)現(xiàn)西伯利亞北部的兩個區(qū)域——泰米爾褶皺帶和西伯利亞地臺邊緣的濃度顯著升高。這兩個細長區(qū)域的驚人之處在于,那里的基巖是由古生代(約 5.41 億年前至約 2.519 億年前)的石灰?guī)r地層形成的。
在這兩個地區(qū),濃度升高出現(xiàn)在 2020 年夏季的極端熱浪期間,并持續(xù)了數(shù)月。但是,額外的甲烷最初是如何產(chǎn)生的呢?Niko Froitzheim 說:“觀察到的區(qū)域的土壤結(jié)構(gòu)非常薄甚至不存在,因此有機土壤物質(zhì)腐爛產(chǎn)生的甲烷排放不太可能。” 因此,他和他的同事認為,被冰和天然氣水合物混合物堵塞的石灰?guī)r中的裂縫和洞穴系統(tǒng)在變暖時變得可滲透。“因此,天然氣主要是來自永久凍土內(nèi)部和下方水庫的甲烷,可以到達地球表面,”他說。
科學(xué)家們現(xiàn)在計劃通過測量和模型計算來研究這一假設(shè),以找出天然氣可能釋放的數(shù)量和速度。Niko Froitzheim 說:“估計北西伯利亞地下的天然氣數(shù)量巨大。當永久凍土解凍時,其中的一部分將被添加到大氣中,這可能會對已經(jīng)過熱的全球氣候產(chǎn)生巨大影響。”