發現世界上最大的木質堆積物- 儲存在北極的340萬噸碳
在整個北極地區,倒下的樹木通過河流從森林流向海洋。這些原木可以隨著河流的曲折而堆積,導致長期的碳儲存。發表在《地球物理研究快報》上的一項新研究繪製了最大的已知木質礦床,覆蓋了加拿大努納武特地區麥肯錫河三角洲的51平方公里(20平方英里),併計算出這些原木儲存了大約340萬噸(約310萬公噸)的碳。
“從這個角度來看,這大約是一年250萬輛汽車的排放量,”在科羅拉多州立大學時領導這項研究的研究工程師Alicia Sendrowski說。她說:”這是一個相當大的碳量,但這並不是我們所了解的一個碳庫。我們對其他形式的碳有很好的了解,比如溶解的或顆粒狀的有機碳,但沒有我們所說的’大碳’–大木頭。”這種情況正在開始改變。
幾十年來,科學家們已經知道漂流木可以在北極活動,但他們剛剛開始量化有多少木材,以及我們有多少碳儲存會因氣候變化而損失。Sendrowski表示,北極寒冷、經常乾燥或結冰的條件意味著樹木可以保存數万年;一千年前倒下的樹可能看起來和去年冬天倒下的樹一樣新鮮。
這項研究只是觸及了這些原木的碳儲存的表面–從字面上看。用他們的方法無法計算被活的植被掩蓋或埋在地下的浮木,因此三角洲的浮木所儲存的碳可能至少是Sendrowski的工作所發現的兩倍。
“關於水和沈積物的碳通量已經有很多工作,但我們直到最近才注意到木材。這是一個非常年輕的研究領域,發展得相當快,”洛桑大學的河流地貌學家Virginia Ruiz-Villanueva說,他沒有參與這項研究。”研究這種木材不僅對碳循環很重要,而且對我們了解這些自然河道系統如何運作,河流如何調動和分配木材也很重要。”
這項研究發表在《地球物理研究快報》上,該雜誌出版了影響大、格式短的報告,其直接影響跨越所有地球和空間科學。
為了獲得木塞的快照,Sendrowski和她的同事們把重點放在麥肯錫河上,該河已知有大量的木材沉積。它的三角洲是世界上陸地面積第三大的河流沖積而成,甚至生成了加拿大約20%的土地。該小組研究了大約13000平方公里(5000平方英里)的三角洲,這是迄今為止繪製木質礦床的最大嘗試。
研究人員與科羅拉多州立大學的同事一起在野外花了三週的時間測量河流漂流木,繪製木卡,並使用放射性碳測年法對木材進行採樣。在現場工作結束後,Sendrowski使用遙感圖像來識別河流表面的木材,並估計木質堆積物的面積範圍。然後,她根據她的實地測量,估計了木柵欄內的木材體積和它所儲存的碳的數量。
Sendrowski發現,這個由40多萬個微型木頭藏匿點組成的礦床儲存了大約340萬噸(310萬公噸)的碳。最大的一個礦床,覆蓋了大約20個美式足球場,僅儲存了7385噸(6700公噸)的碳。但是,由於有更多的原木被埋在土壤中,被淹沒在水下,被植被掩蓋在航空圖像中,所以三角洲的木材中儲存的碳總量可能是其兩倍。
森德羅斯基說,麥肯錫河三角洲是一個碳儲存的”熱點”,這要歸功於令人難以置信的富含碳的土壤,因此原木的碳儲存在三角洲的總碳儲存中只佔相對較小的一部分,後者大約有3萬億克碳。”但我們認為它仍然很重要,因為隨著流域的變化,如伐木或築壩,以及氣候變化改變了降水模式和變暖,木材保存將減少,由於存量極大,有可能造成碳儲存的重大損失。”
麥肯錫堆積也只反映了北極地區的一個盆地;至少有十幾個大於500平方公里的三角洲分佈在北方,因此,整個北極地區的大型木質沉積物加起來可能是一個重要的碳儲存庫,而我們對它知之甚少。研究人員還對一棵樹能在北極持續多長時間感興趣,這在模擬一個碳庫的”活性”時是很重要的,也就是說,物質在周圍移動的速度有多快。碳測年顯示,雖然他們採樣的許多樹木是在1950年前後開始生長的,但有些則更早,可以追溯到公元700年左右。(20世紀60年代的一項研究將保存在冰丘中的一棵樹的碳測定到大約33,000年前)。
麥肯錫河三角洲是一個很好的開始。”Sendrowski說:”對我來說,令人興奮的方面不僅僅是規模,還有將其應用於其他大型木材尚未被關注的地方的潛力。”她說,這是一個新興的領域,仍有許多東西需要學習。