來自北美最大河流之一的徑流正在推動北冰洋二氧化碳的大量排放。說到對氣候變遷的影響，世界上最小的海洋也有人之處。據估計，北冰洋的寒冷水域每年吸收多達1.8 億噸的碳，是紐約市年排放量的三倍多，使其成為地球重要的碳匯之一。但最近的研究結果表明，永久凍土的融化和加拿大麥肯齊河富含碳的徑流會引發北冰洋部分海域釋放出比吸收量更多的二氧化碳（CO2）。

在這張2017 年的衛星圖像中，加拿大麥肯齊河的沉積物呈現乳白色漩渦狀流入波弗特海。科學家正在研究河流排放如何推動北冰洋這一部分的二氧化碳排放。圖片來源：美國國家航空暨太空總署地球觀測站（NASA Earth Observatory），傑西-艾倫（Jesse Allen）使用美國地質調查局提供的大地遙感衛星資料拍攝。

麥肯錫河對碳排放的影響

這項研究發表在今年稍早的《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）雜誌上，探討了科學家如何利用最先進的電腦模型來研究麥肯錫河等河流。與北極的許多地區一樣，麥肯齊河及其三角洲近年來一年四季的氣溫都明顯升高，導致水道和地形的融化和解凍加劇。

在加拿大西北地區的這個沼澤角落，加拿大大陸第二大河流系統結束了從阿爾伯塔省附近開始的千里旅程。沿途河流充當了礦物養分以及有機物和無機物的傳送帶，這些物質以溶解碳和沈積物的形式流​​入波弗特海。在自然過程中，部分碳最終被釋放或排出到大氣中。

2007 年，從NASA 的Terra 衛星上看到的麥肯齊河就像一條碳輸送帶，在北上北冰洋的途中流經近70 萬平方英里（180 萬平方公里）的區域。其中一些碳來自解凍的永久凍土和泥炭地。資料來源：NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS 和美國/日本ASTER 科學小組

科學家一直認為波弗特海東南部是一個弱到中等程度的二氧化碳匯，這意味著它吸收的溫室氣體比釋放的溫室氣體還要多。但是，由於缺乏來自偏遠地區的數據，因此存在很大的不確定性。

先進的建模技術和研究結果

為了填補這一空白，研究小組採用了一個名為ECCO-Darwin 的全球海洋生物地球化學模型，該模型由位於南加州的美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）和位於劍橋的麻省理工學院（ MIT）共同開發。該模型吸收了二十多年來透過海基和星基儀器收集到的幾乎所有可用海洋觀測數據（例如，賈森系列測高儀的海平面觀測數據，以及GRACE 和GRACE Follow-On 任務的海底壓力觀測數據）。

科學家利用該模型模擬了近20 年內（從2000 年到2019 年）淡水的排放及其攜帶的元素和化合物，包括碳、氮和二氧化矽。

來自法國、美國和加拿大的研究人員發現，河水排放在波弗特海東南部引發了強烈的放氣現象，導致碳平衡失衡，每年淨釋放二氧化碳13 萬公噸，大約相當於2.8 萬輛汽油動力汽車的年排放量。二氧化碳釋放到大氣中的情況因季節而異，在溫暖的月份更為明顯，因為此時河流排水量大，海冰覆蓋和捕獲氣體的能力較弱。

氣候變遷的原點

幾十年來，科學家一直在研究碳如何在公海和大氣之間循環，這個過程被稱為海氣二氧化碳通量。然而，北極沿岸邊緣地區的觀測記錄非常稀少，那裡的地形、海冰和漫長的極夜都為長期監測和實驗帶來挑戰。

第一作者、法國濱海環境與社會組織的科學家Clément Bertin 說：”透過我們的模型，我們試圖探索沿海邊緣地區和河流對北極碳循環的真正貢獻。”

這些見解至關重要，因為北冰洋大約一半的面積是由沿海水域組成的，陸地與海洋在這裡複雜地交匯。雖然這項研究的重點是北冰洋的一個特定角落，但它有助於說明該地區正在發生的更大範圍的環境變化。

科學家說，自1970 年代以來，北極變暖的速度至少是地球上其他地方的三倍，改變了它的水域和生態系統。其中一些變化促進了該地區更多的二氧化碳排出，而另一些變化則導致更多的二氧化碳被吸收。

例如，隨著北極土地解凍，更多的冰雪融化，河流水流更加湍急，將更多的有機物從永久凍土和泥炭地沖入海洋。另一方面，漂浮在海面附近的微小浮游植物正越來越多地利用海冰的縮小，在新發現的開闊水域和陽光下綻放。這些類似植物的海洋生物在光合作用中捕捉並吸收大氣中的二氧化碳。ECCO-Darwin 模式正被用於研究這些水花以及北極地區冰與生命之間的關聯。

科學家們正在追蹤北極及其他地區這些看似微小的巨大變化，因為我們的海洋水域仍然是應對氣候變遷的重要緩衝區，它能封存化石燃料燃燒所產生的多達48% 的碳。

編譯來源：ScitechDaily