一項新的研究表明，陽光正在加速北極土壤碳轉化為二氧化碳的速度，這提高了未來變暖可能以更快的速度發生的可能性。
科學家普遍認為，較高的溫度增加了長期凍結的北極地面或永久凍土層坍塌的可能性，從而在凍土帶和滑坡中形成大洞。但是，對於永久凍土層中長期埋藏的碳在因富含冰的土壤融化而導致的坍塌後突然暴露於陽光下時的行為，人們的瞭解較少。
“我們曾經認為，也許永久凍土土壤會靜靜地在原地融化，”北卡羅來納大學教堂山分校環境科學與工程助理教授、昨天發表在《美國國家科學院院刊》上的這項研究的合著者羅斯·科裡說。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
她說，以前，人們不知道永久凍土碳在最終從其靜止位置釋放出來時是否會對陽光反應甚微，而是會流入北冰洋，對大氣幾乎沒有直接影響。
她說：“轉化為二氧化碳的速度比以前想象的要快得多。”
她說，瞭解這種動態非常重要，因為永久凍土層是溫室氣體如此豐富的潛在來源。她說，如果世界上所有的永久凍土層都融化了，可能會使大氣中捕獲熱量的二氧化碳量增加一倍。
研究表明，變暖導致了另一種反饋——高溫融化北極土壤，然後釋放出更多的二氧化碳，從而有助於產生額外的變暖，研究人員說。
陽光和細菌在起作用
科學家們在阿拉斯加北極地區取樣了 34 個地點，包括地表塌陷、長期埋藏的土壤暴露在外的地點。他們發現，與留在黑暗中的土壤相比，陽光使細菌將土壤碳轉化為二氧化碳的速度至少提高了 40%。
科裡說，同樣，與景觀系統中已有的碳相比，陽光照射使古代永久凍土碳轉化為二氧化碳的速度也提高了 40%。她說，這種現有碳通常來自每年融化的永久凍土層頂部薄薄的活動層土壤。
北極土壤的塌陷，也稱為熱喀斯特失效，是這一過程的根源。
科裡說，這些失效攪亂了地貌，導致長期儲存在永久凍土層中的碳從深處“混合”出來。科學家表示，北極變暖的速度約為全球平均速度的兩倍。
她說：“我們知道，隨著時間的推移，這些熱喀斯特失效將變得越來越普遍。”
在地表，暴露的土壤碳會吸收陽光，陽光會將其分解成容易被細菌作為二氧化碳呼吸的化合物。她說，這種透過細菌將碳轉化為二氧化碳的過程大部分發生在水路中——從小溪、河流和池塘——從融化的土壤在地表形成的大的侵蝕性孔洞中散發出來。
科裡說，關於古代碳為何對陽光如此敏感的一種假設是，細菌更喜歡“有點烘烤過”但不是“過度烘烤過”的碳。她說，如果有機碳在地表水中停留時間過長，就會變得不太容易受到陽光的影響。
“巨量儲存”的碳仍未開發
她說，轉化為二氧化碳是透過紫外線輻射發生的，這意味著即使在陰天也可能發生。她說，這不需要普通人認為的“陽光明媚”。
加州大學洛杉磯分校地理學教授勞倫斯·史密斯沒有參與這項研究，他說這篇論文是對現有北極土壤碳知識的“有趣補充”。
他說，在未來一個世紀左右的“近期”，這將尤其具有相關性，屆時變暖可能會增加北極地表的水池。
與此同時，他說，對北極氣候定時炸彈的最大擔憂在於儲存在非常深的地下、許多地表水無法觸及的碳。
他說，深層碳不太可能受到熱喀斯特失效引起的相同陽光轉化過程的影響。史密斯指出，在許多地方，北極地表的水域不到 10%。他說，雖然這篇論文揭示了一個對變暖有重大影響的重要過程，但它並沒有指出北極的臨界點。
他說：“面對這種威脅，地表水中二氧化碳的[釋放]相對於凍土層中凍結的巨量土壤碳總量來說是微不足道的。”
經環境與能源出版有限責任公司 Climatewire 許可轉載。www.eenews.net, 202-628-6500