約書亞院長, 作者提供
預計北極將比世界上其他任何地方變暖更快 本世紀，可能高達7°C。 這些不斷升高的溫度威脅著陸地上最大的長期碳存儲之一：永久凍土。
永久凍土是永久凍結的土壤。 北極地區一般寒冷的溫度使土壤一年比一年凍結。 在短短的夏季，植物生長在最上層的土壤層中，然後腐爛成土壤，當冬天的雪到來時，土壤就會凍結。
幾千年來，碳在這些冰凍的土壤中積累，據估計它們包含 兩倍的碳 目前處於大氣中。 這些碳中的一些已經存在了50,000多年，這意味著分解產生土壤的植物生長於50,000年前。 這些土壤沉積物被稱為“耶多瑪”，主要在東西伯利亞北極地區發現，在阿拉斯加和加拿大的部分地區也有發現。
隨著該地區變暖，多年凍土正在融化，並且這種凍結的碳以二氧化碳和甲烷的形式釋放到大氣中。 甲烷的釋放特別令人擔憂，因為它是一種高效的溫室氣體。
隨著該地區變暖，北極景觀正在迅速變化。 約書亞院長, 作者提供
但 最近的一項研究 這表明從古代碳源釋放的甲烷（有時被稱為北極甲烷“炸彈”）對上一次冰期（上一次冰河時代之後）發生的變暖沒有太大貢獻。 這發生在18,000至8,000年前，這是氣候科學家專心研究的時期，因為這是全球溫度最後一次上升4°C，這是 大致預測 到2100年為止。
這項研究向許多人暗示，古代甲烷排放不是我們應該擔心的事情 本世紀。 但在 新的研究，我們發現這種樂觀主義可能放錯了地方。
“年輕”與“老”碳
我們去了東西伯利亞北極地區，比較了池塘，河流和湖泊中發現的各種形式的碳的年齡。 這些水在夏季融化，並從周圍的多年凍土中洩漏溫室氣體。 我們使用放射性碳測年法測量了這些水中發現的二氧化碳，甲烷和有機物的年齡，發現釋放到大氣中的大多數碳絕大多數都是“年輕的”。 在強烈的多年凍土融化的地方，我們發現最古老的甲烷是4,800年，最古老的二氧化碳是6,000年。 但是在廣闊的北極地區，釋放的碳主要來自年輕的植物有機物。
這意味著在每個夏季生長季節生長的植物產生的碳會在接下來的幾個夏季迅速釋放。 即使在發生嚴重融化的情況下，這種快速周轉所釋放的碳也比舊的多年凍土的融化要多得多。
那麼這對未來的氣候變化意味著什麼呢？ 這意味著北極變暖所產生的碳排放可能不像通常描述的那樣由古老的冷凍碳彈的解凍驅動。 取而代之的是，大多數排放物可能是由最近生長的植物產生的相對較新的碳。
北極湖泊正在向大氣排放甲烷。 約書亞院長, 作者提供
這表明從變暖的北極釋放的碳的年齡並不重要。 在溫室氣體中，甲烷的溫室效應比二氧化碳高34倍 100年的時間框架。 東西伯利亞北極地區通常是平坦潮濕的景觀，這些條件會產生大量甲烷，因為土壤中的氧氣較少，反之在融化時可能會產生二氧化碳。 結果，強效甲烷很可能主導該地區的溫室氣體排放。
由於本世紀北極的大部分排放可能來自“年輕”碳，因此我們不必擔心古老的多年凍土會大大增加現代氣候變化。 但是北極仍將是巨大的碳排放源，因為僅幾百年前土壤或植物中的碳才向大氣中排放。 隨著溫度升高，北極夏季的生長季節延長，這種情況將增加。
古代甲烷定時炸彈的衰落幽靈是冷的舒適感。 這項新的研究應敦促世界對氣候變化採取大膽的行動，以限制北極地區的自然過程可以對這一問題做出貢獻。
關於作者
Joshua Dean，生物地球化學循環講師， 利物浦大學
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