氣候暖化,  永續環境

阿拉斯加乾旱地區驚現大量「甲烷」排放

當阿拉斯加大學費爾班克斯分校的凱蒂·沃爾特·安東尼(Katey Walter Anthony)聽說當地的草坪下可能存在甲烷這種強效溫室氣體時,她起初並不相信。對於這位研究湖泊甲烷的科學家來說,甲烷應該是湖泊中的事情。然而,在當地高爾夫球場親眼目睹「草坪氣泡」燃燒後,她意識到這個現象不容忽視。

地圖(a):標示了使用遙感衛星影像和實地調查觀察到熔融地塹的位置,黃色點表示從衛星影像和地面真實資料中觀察到的地點,藍色點表示在阿拉斯加野外調查中觀察到的地點。
衛星影像示例:展示了在西伯利亞科捷爾內島(b)和中亞庫特亞塔巴加地區(c)的熔融地塹。
照片(d-f):展示了阿拉斯加內陸的三種生態系統中的熔融地塹,分別是針葉林(d)、落葉林(e)和草原(f)。
高分辨率地形圖(g):展示了使用機載LiDAR數據重建的阿拉斯加中部森林冠層下的熔融地塹地形。這些地塹通常間隔在15公尺以內,垂直高度從不到1M到5M不等。(圖/《自然通訊》)

在對阿拉斯加內陸和北極地區進行的全面調查中,研究團隊驚訝地發現,乾旱地區的甲烷排放量居然是北方生態系統中最高的。這些排放來自數千年前的碳源,挑戰了現有的氣候模型,這些模型通常預測這類環境在北極變暖後會是微不足道的甲烷來源,甚至是碳吸收源。

碳排放來自於「凍融層」占地3%卻儲存25%的總碳

在夏季,甲烷在表層土壤中主要通過氧化被分解,但一些甲烷還是會沿著融化的冰楔形成的特殊通道(紅點)從無氧的凍融層中逃逸到大氣中。而在冬季,隨著表層土壤的凍結,有氧甲烷氧化的作用減弱,導致凍融層中的甲烷排放增加。冬季深層土壤中的甲烷生成以及氣壓變化也會進一步促進甲烷的排放。(圖/《自然通訊》)

甲烷通常與濕地環境相關,但在這些乾燥地區的排放量有時甚至高於濕地,尤其是在冬季。研究顯示,這些排放可能來自於被稱為「凍融層」的特殊地層,這些地層使得土壤微生物在冬季也能繼續活動,釋放甲烷。

這一發現對全球氣候變化帶來了新的擔憂,特別是來自更新世時期的富含碳的「葉德瑪」土壤(Yedoma soils),儘管它們僅覆蓋了北方永凍土區的3%,但卻儲存了超過25%的總碳。研究顯示,隨著北極持續變暖,這些區域將在22世紀形成大量的凍融層,釋放更多的甲烷,對未來氣候變化的影響遠超預期。

這項研究結果發表在《自然通訊》。

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首圖來源:Katey Walter Anthony cc By4.0 

圖片來源:Nature Communications  cc By4.0 

參考論文:
1.Upland Yedoma taliks are an unpredicted source of atmospheric methane

Nature Communications

延伸閱讀:

1.阿拉斯加野生動物大調查:當馴鹿遇到政治,熊和狼怎麼辦?