一个会咕噜咕噜冒泡的湖:藏着惊人秘密

来源:http://www.szjksh.com 作者:考试 人气:73 发布时间:2020-01-16
摘要:塔斯社2019年4月23日消息,俄罗斯托木斯克国立大学、瑞典于默奥大学和法国南比利牛斯天文台的科学家首次对西伯利亚北极地区的湖泊进行全面研究,以确定它们对北极气候的影响。在

塔斯社2019年4月23日消息,俄罗斯托木斯克国立大学、瑞典于默奥大学和法国南比利牛斯天文台的科学家首次对西伯利亚北极地区的湖泊进行全面研究,以确定它们对北极气候的影响。 在西伯利亚北极地区存在大量热熔湖,其向大气中排放大量温室气体。世界各国科学家,特别是预测全球气候变化的学者对这些湖泊非常感兴趣。当前气候预测数据仅来自5-10个湖泊的信息,没有充分考虑到西伯利亚北极地区水体的复杂性,并没有全面反映温室效应的变化。 科学家在春、夏、秋分分别对76个湖泊进行了三次取样。其间,测量了湖水中的溶解碳浓度、二氧化碳排放量以及水体表面甲烷的排放量。三国科学家成功确定了影响排放活动的因素:湖水深度、水和空气的温度、大气压力、气流等,并据此评估出温室气体排放强度。 根据科学家的研究成果,温室气体的最大排放发生在春季,当春季湖水开化后,积累了一冬天的二氧化碳气体大量排放。当秋季长时间降雨期到来之际,土地浸水面积显著增加,排放量从南向北增加并在连片永久冻土带地域达到最大值,北部的排放量比南部多1—4倍。三国科学家的相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志上,未来将用于针对北极地区更加准确的气候预测。

Katey Walter Anthony穿过了北极冻土区并研究了300个湖泊,这种一直冒泡的倒是第一次见。沿着布鲁克斯岭的严峻山峰,这个湖大约有20个足球场大,看起来像一大锅沸水。湖水发出嘶嘶声,葡萄柚大的气泡冒出来又爆裂,湖床溢出了一股温室气体。那是甲烷。

北极快速变暖,冻土层融化,土壤释放出导致全球变暖的二氧化碳。有时冻土融化还会加速湖水的翻滚,导致水体释放出更难消解的气体。如果和这个位于阿拉斯加、被Walter Anthony称为Esieh Lake相似的湖泊在地球上广泛存在,那么它带来的气体体积将会给气候系统带来严重的破坏。

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Walter Anthony第一眼见到这湖就怕它会炸。2010年有个来自阿拉斯加州大学费尔班克斯分校的生态学家站在冰冻的北极湖面上点燃了甲烷气体,窜出了一小座火焰塔。更令人担心的是,Esieh Lake的存在是单纯的反常现象,还是一个暗示着北极已经开始释放温室气体的信号?

但可以肯定的是,如果变暖了的北极释放出更多会让气候变暖的甲烷,全球变暖将加剧。科学家们称之为反馈回路。Walter Anthony说:“湖泊使冻土融化的速度越来越快。”

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图:Jonathan Newton

不会结冰的北极湖泊

怎么在阿拉斯加找一个有沼气泄漏的湖?没完全冻结的就是。Esieh Lake的气体体积大到吓人,湖水不断地发出噼啪声。

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图:Jonathan Newton

这个湖大部分都很浅,平均只有三英尺深。但当气泡聚集时,湖底会突然下陷。测量结果表明,这湖一个地方下沉至50英尺深,另一个下沉到了15英尺。而当研究人员检查气体样本时,他们发现了“地质”起源的化学特征。

换句话说,Esieh Lake排放的甲烷不是直接来自于北极冰冻土融化,而是来自于远古的化石燃料库。Walter Anthony担心的是是否整个北极地区都和Esieh Lake一样埋着数千年化石燃料库存。

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图Jonathan Newton

更深的危险

Walter Anthony发表了一项研究,解决了研究冻土的科学家们的中心问题,即它的深度可以达到近5000英尺,并随着一代代植物的死亡和沉陷搁置数万年甚至更长时间。

因为寒冷,这些富含碳的残留物从未被完全分解,而土壤则一直保存在了冰冷的炼狱中。但是北极变暖了,分解开始了,温室气体被释放了出来。

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图Jonathan Newton

当冻土中的冰楔熔化并产生空隙,填满水之后便形成了热喀斯特湖。研究人员发现,热喀斯特湖的持续增长导致从北极土壤中排放的温室气体排放量将增加2100倍以上。然而冻土带已经有很多这湖了,尽管它总共的覆盖面积还没整个北极陆地表面的6%。

科学家们一直对大气甲烷浓度的急剧上升感到奇怪,自2006以来平均每年2500万吨以上。而Walter Anthony的研究则发现北极湖泊会让这种情况至少再翻一倍。

如果她是对的,那么永冻土融化就相当于增加了一批大型化石燃料排放经济体,相当于两个德国。而且还是在假设只有一个Esieh Lake的情况下。它气体排放的速度比热喀斯特湖更快。

同时,Esieh Lake周围的风景已经带有冻土快速融化的痕迹了,留下了一层裸露的泥泞冰墙和泥炭苔藓组成的小岛。

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图:Jonathan Newton

来自墨西哥国立理工学院的Thalasso表示,他见过的类似泡泡活动的湖泊的气体流量可能比Esieh Lake低100倍。除此之外,他的仪器还检测到了乙烷、丁烷和丙烷,经典的化石来源。

经过数据整理之后,Thalasso初步估计他测算的那个湖每天生产两吨沼气,相当于6000头奶牛的甲烷气体排放量。

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图:Jonathan Newton

糟心的混合物

冻土中有大量的碳和甲烷,所以北极变暖的速度是其他地区的两倍,气体加速释放,导致恶性循环。因此,Esieh Lake湖底的洞如果是个由地下气体爆炸造成的火山口,那它就不再是单纯的热喀斯特湖了。随着冻土中的冰融化和地面不稳定,海岸线的树木也开始倾斜。

来自美国地质调查局的Carolyn Ruppel警告称,需要更多研究来证实北极地区温室气体排放的危险性。从科学的角度来看,这些湖泊正在排放甲烷而不是二氧化碳这件事具有不可否认的有限好处。

甲烷大部分会在十到二十年消散,但二氧化碳会持续几百年甚至几千年。因此尽管甲烷阻碍了气候进步,提高了地球的即时温度,但幸好它没有留下长期遗产。

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