北极的冰川融化揭示了其中暗藏的“甲烷定时炸弹”

2023-07-08 05:37:44 来源 : cnBeta

根据《自然-地球科学》上的一项研究，不断缩小的北极冰川正在揭开冒泡的地下水泉，释放出大量的甲烷，一种强大的温室气体。随着冰川因全球变暖而进一步退缩，这些排放预计将增加，可能会加剧气候变化。这种新的和不断增长的甲烷来源以前在甲烷预算估计中没有被认识到。

这项研究的主要作者、剑桥大学地球科学系的加布里埃尔-克莱伯说："这些泉水是一个相当大的、可能不断增长的甲烷排放源--直到现在我们对全球甲烷预算的估计中还没有这个来源。"

科学家们担心，北极解冻所释放的额外甲烷排放会加剧人类引起的全球变暖。研究人员所研究的泉水以前并没有被认为是甲烷排放的潜在来源。

(资料图片仅供参考)

克莱伯花了近三年时间监测斯瓦尔巴群岛上一百多个泉水的水化学成分，那里的空气温度上升速度比北极地区的平均速度快两倍。她把斯瓦尔巴群岛比作全球变暖的金丝雀，"由于它比北极其他地区变暖得更快，我们可以预先了解整个地区可能发生的更大规模的甲烷释放。"

挪威斯瓦尔巴群岛上的冰川洞由夏季流过的大量冰川融水形成。在冬季，在其口部形成广泛的冰川结冰，并延伸到冰川前面的整个洪泛区，通过图片中的洞口可以看到。

来自斯瓦尔巴大学中心的研究报告共同作者安德鲁-霍德森教授说："生活在斯瓦尔巴，你就会暴露在北极气候变化的第一线。我想不出有什么比在冰川退缩的直接前场看到甲烷放气更鲜明的了。"

以前，研究的中心是融化的永久冻土（冻结的地面）的甲烷释放。研究报告的共同作者、同样来自剑桥大学地球科学系的Alexandra Turchyn教授说："虽然重点通常是在永久冻土上，但这个新发现告诉我们，还有其他的甲烷排放途径，这些途径在全球甲烷预算中可能更加重要。"

霍德森补充说："在进行这项工作之前，我们并不了解这种气体的来源和途径，因为我们读到的是来自北极完全不同地区的研究，那里没有冰川。"

挪威斯瓦尔巴群岛的冰川洞穴。

他们发现的提供甲烷的泉水是由隐藏在大多数冰川下面的管道系统提供的，该系统利用了底层沉积物和周围基岩中的大量地下水储备。一旦冰川融化和退却，泉水就会出现在这个地下水网络冲到地面的地方。

研究人员发现，整个斯瓦尔巴群岛的冰川地下水泉的甲烷排放量在一年内可能超过2000吨--这相当于挪威每年石油和天然气能源行业所产生的甲烷排放量的大约10%。

克莱伯说："如果全球变暖继续不受控制，那么冰川地下水泉的甲烷释放可能会变得更加广泛。随着更多泉水的暴露，这种甲烷的来源可能会变得更加重要。"

冰川地下水泉并不总是容易识别的，所以克莱伯训练她的眼睛从卫星图像中挑选出它们。放大整个斯瓦尔巴群岛78个冰川退却后暴露出来的土地区域，克莱伯寻找地下水渗漏到地表并冻结的明显的蓝色冰滴。然后，她乘坐雪地车前往这些地点，在因水和气体积聚而使冰面起泡的地方采集地下水样本。

当克莱伯和研究小组对这些泉水的化学成分进行分析时，他们发现，除了一个地点外，所有研究的地点都有高度集中的溶解甲烷--这意味着，当泉水到达地表时，有大量多余的甲烷可以逃到大气中。

研究人员还确定了局部的甲烷排放热点，这些热点与地下水所产生的岩石类型密切相关。某些岩石，如页岩和煤，含有天然气体，包括甲烷，在岩石形成时由有机物分解产生。这种甲烷可以通过岩石的裂缝向上移动，进入地下水。

克莱伯说："在斯瓦尔巴群岛，我们开始了解由冰川融化引发的复杂和级联的反馈--似乎很可能有更多类似的结果，我们还没有发现。"

霍德森说："从我们测量的泉水中泄漏的甲烷量很可能与躺在这些冰川下面等待泄漏的被困气体总量相比相形见绌，这意味着我们迫切需要确定甲烷泄漏突然增加的风险，因为在我们努力遏制气候变化的同时，冰川只会继续退缩。"

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