意想不到的甲烷排放挑戰氣候變遷模型比我們想像的要廣泛得多
全球暖化正在釋放甲烷儲量,但其規模仍不確定。哥本哈根大學的一位年輕研究人員在加拿大三座高山冰川的融水中發現了大量這種強效溫室氣體,而這些冰川以前被認為是無甲烷區。這項發現為我們了解世界冰川覆蓋地區的甲烷排放情況帶來了新的不確定性。
哥本哈根大學的一位研究人員在加拿大三座冰川的融水中發現了出乎意料的高甲烷含量,這挑戰了人們對冰川甲烷排放的現有看法。這些發現表明,冰川下甲烷的產生比以前認為的更為普遍,從而提出了有關冰川地區碳循環及其對氣候變遷影響的重要問題。資料來源:Sarah Elise Sapper
熟練的飛行員在陡峭的育空山間表演空中雜技,直升機的旋翼在空中旋轉,博士生莎拉-埃莉斯-薩伯(Sarah Elise Sapper)正帶領著她的首次野外考察隊深入加拿大西北部山區的中心地帶。從直升機的窗口,她的目光落在唐傑克冰川的鋸齒狀邊緣:融水像漩渦一樣從冰層下湧出。
著陸後不久,莎拉在第一次嘗試中就發現了一個不尋常的發現。在啟動她的便攜式甲烷分析儀幾秒鐘後,空氣中明顯富含甲烷,很快就找到了罪魁禍首。在採集融水樣本時,她測得的甲烷濃度遠遠超出了預期。
“我們預期融水中的甲烷值會很低,因為人們認為冰川甲烷的排放需要較大的冰體,如巨大的冰原。但結果恰恰相反。我們測量到的甲烷濃度比大氣中的甲烷濃度高出250 倍,”哥本哈根大學地球科學與自然資源管理系的Sarah Elise Sapper 解釋。
野外考察隊騰空而起,繼續前往另外兩座高山冰川–克魯內冰川和達斯蒂冰川。在分別測量了這兩個冰川融水中的甲烷含量後,初步發現並非只是異常現象。在這裡,測量結果也顯示甲烷濃度很高。在冰層下方的某個地方,存在著以前未知的氣體來源。
證明了廣泛排放甲烷的可能性
地球科學與自然資源管理系副教授Jesper Riis Christiansen 說:「這項發現令人驚訝,並在這一研究領域提出了幾個重要問題。”
這篇研究文章的合著者克里斯蒂安森認為,這項發現表明,甲烷可能存在於世界上許多冰川之下,而這些冰川迄今為止一直被忽略。
他說:『當我們突然發現,即使是與冰原相比規模很小的山地冰川也能形成和釋放甲烷時,我們對地球極端環境中碳循環的基本認識就有了新的拓展。冰下甲烷的形成和釋放比我們想像的更全面、更廣泛。”
Sarah Elise Sapper 指揮直升機駕駛員降落在冰川邊緣附近,測量融水漩渦中流出的甲烷。圖片來源:薩拉-埃莉斯-薩伯
到目前為止,人們普遍認為融水中的甲烷只能在像格陵蘭冰原這樣的大冰塊下的無氧環境中發現。
研究人員認為,甲烷的產生是生物性的,是有機碳源(如史前海洋生物的沉積物、土壤、泥炭或森林)在缺氧的情況下被微生物分解時產生的,就像我們從濕地中所了解的那樣。因此,高山冰川排放甲烷是令人驚訝的。
冰川表面的融水在流向冰層底部時富含氧氣。研究人員發現,所有這些氧氣在途中的某個地方都耗盡,從而在這些高山冰川下形成了無氧環境,這讓我們感到非常驚訝。更令人驚訝的是,這種情況達到瞭如此程度,微生物開始產生甲烷,我們可以在冰川邊緣流出的水中觀察到高濃度的甲烷。
Jesper Riis Christiansen 補充說:”Sarah 的發現改變了我們的基本認識,讓我們重新認識了一些關鍵的作用機制。”
未來氣候的不確定作用
研究人員認為,加拿大的研究結果並沒有立即引起人們更加關注其對氣候變遷的影響。不過,這結論可能只是暫時的。
“甲烷在地球暖化中扮演著重要角色。甲烷的挑戰在於它是一種超強的溫室氣體,排放量的增加將加速氣候變暖。從全球角度來看,我們可以利用大氣中甲烷的同位素來測量排放到大氣中的甲烷數量,並大致確定甲烷的來源。目前,來自地球上冰雪覆蓋地區(包括冰原和冰川)的甲烷並沒有增加,」Jesper Riis Christiansen 解釋說。
不過,他強調,測量結果無法區分冰河地區的甲烷和來自濕地的甲烷。因此,這些數字可能具有欺騙性。而且,融化的影響仍是未知數。
Jesper Riis Christiansen 認為,需要對調查結果保持警惕。
“Sarah測量的三個地點是隨機選擇的,因為那裡有研究站和直升機,但在這三個地點都發現了甲烷。這本身就是一個很好的理由,讓我們更好地了解這個地區。我們不知道的事情太多了,冰川融化暴露了數千年來一直隱藏著的未知環境。」傑斯珀-里斯-克里斯蒂安森(Jesper Riis Christiansen)說:「實際上,沒有人知道排放物會有怎樣的表現。”
他希望,更了解冰川下的甲烷行為也將幫助研究人員更好地了解濕地釋放甲烷的機制,從而有助於製定透過氧化作用(例如透過使用某些類型的土壤)從大氣中清除甲烷的解決方案。
編譯自: ScitechDaily