中國科學家發現控制全球氣候新“化學開關”

近日，中國科學院廣州地球化學研究所與國際合作團隊研究發現，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。

相關研究成果日前在國際學術期刊《自然·地球科學》上發表。

研究人員表示，在5600萬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。由于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，其背后的碳循環機制，特別是北極海洋發揮的作用始終是未解之謎。

2023年7月25日從“雪龍2”號極地科考破冰船拍攝的北極圈內的浮冰 圖源新華社

據介紹，甲烷是僅次于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后會大量進入大氣，直接加劇全球變暖。但近年研究發現，當前絕大部分海底釋放的甲烷都會快速溶解在海水中，然后被各種微生物“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，同時產生堿性物質，緩解海洋酸化。而5600萬年前，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。

研究團隊基于北極海洋浮游植物“分子化石”重建的二氧化碳濃度顯示，5600萬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”。

基于以上研究，研究人員表示，當北極海水變淡、化學環境改變時，可能重演5600萬年前的故事，即甲烷從高效利用轉向快速燃燒，并加劇氣候變化，需要密切關注。

參考來源

廣東科技《中國科學家發現控制全球氣候新“化學開關”》

https://mp.weixin.qq.com/s/tl8PiyDzJmvHL5FOm5KrWw?scene=1&click_id=60

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