西北大學和懷俄明大學的研究人員透過研究古代水生植物的化石，對北極湖泊中產生的甲烷如何影響氣候變遷有了更好的了解。在一項新的研究中，研究人員檢視了全新世早期到中期沉積物中作為有機分子保存的樹葉蠟質塗層。這些蠟質生物標記曾是常見水生褐苔蘚的一部分，被保存在格陵蘭四個湖泊下的沉積物中。

來自格陵蘭島北部蠟唇湖的一段沉積物岩芯材料，這項研究發現，過去的氣候暖化增加了北極湖泊的甲烷產量。這表明持續的全球暖化可能導致甲烷排放增加。研究發現，氣候暖化導致甲烷循環加劇，並持續數千年。新研究利用保存在沉積物中的植物生物標記重建了過去一萬年的甲烷循環。植物蠟具有古代甲烷的同位素特徵，隨著地球因地球軌道的緩慢變化而變暖，湖泊產生了更多的甲烷，而甲烷是一種有效的溫室氣體。來源：傑米-麥克法林

透過研究這些生物標誌物，研究人員發現，全新世中期的氣候暖化導致格陵蘭島不同氣候條件的湖泊都產生了甲烷。由於甲烷是一種比二氧化碳更強的溫室氣體，因此了解隨著氣候變暖甲烷產生量的任何變化都非常重要。

2014 年格陵蘭西北部蠟唇湖的實地照片，背景為格陵蘭冰蓋和三位研究作者（傑米-麥克法林、埃弗雷特-拉舍爾、亞羅-阿克斯福德）。圖片來源：Alex P. Taylor

目前，研究人員對北極湖泊中甲烷的產生量以及持續變暖對甲烷產生的影響尚不完全了解。新的研究表明，氣候變暖有可能導致湖泊甲烷排放出現以前未被重視的變化。這項研究將於9月29日發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。

領導這項研究的傑米-麥克法林（Jamie McFarlin）說：「上一次格陵蘭島湖泊經歷重大變暖時，我們正在走出上一個冰期，湖泊甲烷循環增加的條件需要一段時間才能形成。但一旦條件成熟，我們研究中的湖泊就會在數千年內保持甲烷循環的加強，直到自然驅動的全新世晚期降溫開始。這支持了氣候對一些北極湖泊甲烷循環的依賴性」。

該研究的資深作者馬格達萊納-奧斯本（Magdalena Osburn）補充說：「這些數據表明，在過去的溫暖時期，甲烷循環的時間有所增加。生活在一個正在變暖的星球上，我們可以從這些過去的跡像中幫助預測我們的未來。我們認為，這個過程在這些湖泊的未來將變得越來越重要。”

研究開始時，麥克法林還是西北大學的博士生；現在她是華盛頓大學的助理教授。奧斯本是西北大學溫伯格藝術與科學學院地球與行星科學副教授。奧斯本與溫伯格學院地質科學系威廉-迪林（William Deering）教授、論文第二作者亞羅-阿克斯福德（Yarrow Axford）共同指導麥克法林。

湖泊是甲烷的重要天然來源，但隨著北極地區湖泊的不斷變暖，甲烷的產生量究竟會發生多大的變化，目前還沒有完全量化。由於北極和北方地區是地球上暖化速度最快的地區，研究人員必須更了解氣溫暖化與這些湖泊中甲烷產生之間的動態關係。

為了探索這些動態變化，研究人員在兩個湖泊（蠟唇湖和特里夫納索湖）採集了新數據，並查閱了格陵蘭島上另外兩個湖泊（N3 湖和冥王星湖）的公開數據。他們將沉積物中水生植物蠟的氫同位素組成與來自陸地植物和其他來源的生物標記進行了比較。水生植物生物標記的同位素組成顯示，在大多數地點，全新世早中期的甲烷特徵。

由於這些植物會吸收甲烷，它們可能會在甲烷排放到大氣中之前緩解湖泊中產生的部分甲烷。

麥克法林說：「在我們研究的湖泊中，一些甲烷被生活在湖泊中的水生苔蘚吸收–很可能是透過與一種吃甲烷的細菌共生。我們還不知道在我們的研究期間，這些湖泊中產生的甲烷與消耗的甲烷相比有多少，因此對大氣的整體影響還不清楚。不過，植物對甲烷的吸收可能僅限於非常特定類型的水生苔蘚，因此並非所有湖泊甚至所有北極湖泊都會有這些相同的動態變化。”

阿克斯福德說：「北極地區的湖泊覆蓋面積很大。並非每個湖泊都有能記錄甲烷動態的苔蘚，但我們的研究也凸顯出，無論苔蘚是否在現場見證這些變化，北極的大片湖泊都很容易受到氣候驅動的甲烷循環變化的影響。這是北極地區迅速變暖可能影響全球氣候的另一種方式”。