北极永久冻土融化对气候的影响

在北极和寒冷的山区发现,冻土融解导致热岩溶湖泊产生并形成充满融化的淡水的表面凹陷,把以前的永久冻土地转化为湖泊。上图为一个小型的北极凹陷湖。
阿拉斯加费尔班克斯大学的研究指出,北极热岩溶湖泊通过储存比其排放到大气中更多的温室气体,使得气候变化趋于稳定。
首席研究员、UAF北方工程研究所副研究员凯蒂.沃尔特.安东尼说,“到目前为止,我们仅认为热岩溶湖泊对于气候变暖具有正面作用。 事实上,当这些胡泊最初形成时,通过大量的甲烷排放确实使得气候变暖。但是从长期来看,它们又成为气候冷却器,因为它们最终从大气中吸收了、比其释放出的更多的碳。”
在北极和寒冷的山区发现,冻土融解导致热岩溶湖泊产生并形成充满融化的淡水的表面凹陷,把以前的永久冻土地转化为湖泊。研究人员观察到,大约5000年前,在北西伯利亚和阿拉斯加冰冻地区的热岩溶湖泊,开始使得大气变冷而不是变暖。
作者写道,“解冻时排放的甲烷和二氧化碳直接导致辐射升温,但数千年以来,泥炭沉积物吸收了大量的碳。”
根据他们在线公布的文章,研究人员发现,大约在5000年前,热岩溶盆地使得气候从净辐射升温向净冷却转换。他们发现,在湖泊沉积物中,高的碳积累率来自几个因素的刺激,包括热岩溶侵蚀和陆地有机物的沉积;从融化的永久冻土中释放的养分,通过在寒冷、缺氧的湖底缓慢分解,刺激湖泊产生碳。
联合作者、美国地质调查局的地质学家米莉亚姆.琼斯解释说,“由于苔原富冰永久冻土融化,这些湖泊正在变得富营养化。” 苔原富冰土是一种富含有机质的永久冻土。“因此,苔藓等植物在这些湖泊中迅速生长,从而导致碳吸收率(即使与富含碳的泥炭地相比)位居世界前列。”
这项研究还揭示了该过程的另一个主要因素:研究人员发现,当湖泊的水排出时,以前融化的富含有机质的湖泊沉积物重新冻结。这些新形成的永久冻土然后在热岩溶湖中和湖底储存大量的碳、以及湖水排出后所形成的泥炭。研究人员指出,新的碳储量不是永远不变的,因为未来的气候变暖很可能会使得一些永久冻土重新升温,并通过微生物分解释放其中的一些碳。
由于全球永久冻土中含碳量的大约30%,都集中在7%的阿拉斯加、加拿大和西伯利亚的永久冻土地区,这项研究的发现也具有了新的科学价值:即所排放的温室气体,如何被热岩溶湖泊所吸收的碳抵消。通过所收集的数据,该研究将永久冻土区域极地泥炭池的评估扩大了50%以上。