研究發現海水淡化或重演五千六百萬年前碳循環危機 中國科學家破解北極甲烷開關

 【新華社廣州九月廿五日電】(記者馬曉澄)中國科學家于北京時間廿五日在國際學術期刊《自然.地球科學》發表的論文顯示,海洋硫酸鹽濃度的微妙變化,能夠改變海底甲烷的消耗方式,就像一個控制全球氣候的「化學開關」。隨著現代北極海洋快速變暖和淡化,類似的開關可能被再次激活,需要密切關注。

 該研究由中國科學院廣州地球化學研究所與國際合作團隊完成。研究人員表示,在五千六百萬年前的超級變暖事件中,地球經歷了極端的全球變暖和海洋酸化。由於該事件與當前氣候變化存在諸多相似,一直備受科學界關注。然而,其背後的碳循環機制,特別是北極海洋發揮的作用始終是未解之謎。

 據介紹,甲烷是僅次於二氧化碳的第二大溫室氣體,而大量的甲烷以水合物「可燃冰」形式儲藏在海底。以往科學家擔憂海底甲烷釋放後會大量進入大氣,直接加劇全球變暖。但近年研究發現,當前絕大部份海底釋放的甲烷都會快速溶解在海水中,然後被各種微生物「消化」掉,很少能直接進入大氣。

 中國科學院廣州地球化學研究所研究員張一歌表示,這個過程就像「慢燃發電廠」,即微生物以硫酸鹽作為「燃料」,高效轉化甲烷能源,同時產生鹼性物質,緩解海洋酸化。而五千六百萬年前,北極海水硫酸鹽濃度不到現在的三分之一。因為硫酸鹽嚴重不足,就像燃料短缺一樣,發電廠無法正常工作,甲烷只能進入海水。這時,好氧細菌開始「快速燃燒」甲烷,釋放二氧化碳,就像高溫燃燒釋放大量廢氣一樣。

 研究團隊基於北極海洋浮游植物「分子化石」重建的二氧化碳濃度顯示,五千六百萬年前北極海洋的二氧化碳濃度水平比全球平均值高,這說明北極海洋從原本吸收二氧化碳的「海綿」變成了排放二氧化碳的「煙囪」。

 研究人員表示,該研究提醒,當北極海水變淡、化學環境改變時,可能重演五千六百萬年前的故事,即甲烷從高效利用轉向快速燃燒,並加劇氣候變化,需要密切關注。◇