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南极冰盖边缘的吸碳海冰之间,散布着一个个大小不一的气候越暖南极冰间湖。科研人员发现,南极宠物新闻网这些看似不起眼的冰间水域有着惊人的碳封存能力。
南大洋是吸碳全球重要的“碳储库”之一,吸收了大量人类排放到大气中的气候越暖二氧化碳。吸收的南极碳去了哪里、能否被长期“锁住”,冰间一直是吸碳科学界关注的焦点。
南极冰间湖,气候越暖这类常年被海冰包围的南极水域,被视为能量与物质交换的冰间“咽喉要道”,是吸碳研究碳循环的关键。然而,气候越暖受限于极端环境与观测难度,南极宠物新闻网冰间湖在深海碳封存中扮演的角色模糊不清。
北京大学研究团队联合国内外多个研究机构,系统收集并分析来自南极多个海域共86个沉积物柱样,构建了自1.2万年前至今的高分辨率碳埋藏记录,相关研究成果发表于国际期刊《美国国家科学院院刊》。研究揭示:在气候变暖背景下,仅占南大洋面积约3%的沿岸冰间湖,贡献了南大洋沉积物有机碳埋藏总量的约42%,并且其“吸碳”能力在过去1.2万年间因变暖增强了9倍。
气候越变暖,冰间湖越“吸碳”,背后的原理是什么?
研究团队通过重建过去1.2万年的历史发现,气候变暖导致海冰覆盖减少,冰间湖开阔水域面积扩大和存在时间延长,如同为浮游植物打开了更多的生长空间。通过光合作用,这些微小的生物吸收溶解在水中的二氧化碳,在沉降过程中,其残骸和排泄物颗粒又因冰架融化提供的细颗粒物“搭便车”,形成更易下沉的聚合体,最终被输送并埋藏到海底沉积物中,完成了从大气到深海沉积物的碳封存。
分析发现,两条路径能增强碳吸收:一是直接刺激生物生产力;二是通过加剧冰架底部融化,释放更多利于碳吸附和保护的细小矿物颗粒。这意味着,在一定的变暖范围内,南极冰间湖系统可能扮演着地球气候系统的天然“缓冲器”,其不断增强的碳封存能力,能够部分抵消因人类活动导致的大气二氧化碳浓度上升。
据估算,在当前南极变暖速率约为全球平均水平2倍的情况下,到本世纪末,冰间湖的碳埋藏速率可能达到当前水平的近3倍。因此,要将冰间湖的面积变化、生物地球化学过程及其对变暖的反馈,纳入新一代地球系统模型,帮助准确地预测海洋吸碳能力和气候变化轨迹。
值得注意的是,过度变暖将导致支撑冰间湖的形成模式发生根本改变,或冰架大规模崩解。因此,认识到南极冰间湖等自然系统的调节能力,有助于我们更全面理解地球系统的复杂性,从而更坚定地走绿色发展之路。
(作者分别为北京大学城市与环境学院研究员、北京大学城市与环境学院博士研究生)
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