徘徊的温室气体带来的威胁

徘徊的温室气体带来的威胁
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在西伯利亚北部浅海岸地区的海底，微生物分解植物残骸时会产生甲烷。如果这种温室气体进入水中，它也可能被困在沿海水域形成的海冰中。因此，天然气可以穿越北冰洋运输数千公里，几个月后在一个完全不同的地区释放。这一现象是阿尔弗雷德·韦格纳研究所的研究人员发表在最新一期在线期刊《科学报告》上的一篇文章的主题。尽管甲烷、海洋和冰之间的这种相互作用对气候变化有重大影响，但迄今为止，它还没有反映在气候模型中。
2011年8月，来自亥姆霍兹极地和海洋研究中心阿尔弗雷德·韦格纳研究所的破冰船Polarstern号正在穿越冰封的北冰洋，途中距离北极只有几百公里。当时，AWI地球化学家Ellen Damm博士对高地北部的水域进行了温室气体甲烷测试。四年后，在同一地区的一次探险中，她有机会比较不同时间的测量结果，发现水样中的甲烷明显减少。
Ellen Damm与基尔GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的Dorothea Bauch博士和其他同事一起分析了样本，以确定区域甲烷水平和来源。通过测量海冰中的氧同位素，科学家们能够推断出冰是在何时何地形成的。为此，他们还采集了海冰样本。他们的发现：冰将甲烷输送到北冰洋。正如AWI、赫尔辛基芬兰气象研究所和莫斯科俄罗斯科学院的两名研究人员及其同事在在线期刊《科学报告》上所说，每年的情况似乎都有所不同。
) L' _& p) N: T5 Q6 h- ~& L2011年的样本来自近两年前，即2009年10月，西伯利亚东部拉普捷夫海沿岸水域的海冰开始了漫长的北上之旅；2015年的样本只在北冰洋进行了一半的时间，显示温室气体水平明显较低。分析表明，这些冰是在更远的地方，更深的海水中形成的&nbsp；然而，到目前为止，气候研究人员；模特们没有；没有考虑到甲烷、北冰洋和漂浮在上面的冰之间的相互作用。
7 q+ c7 a3 n5 k# J  c与燃烧煤炭、石油或天然气释放到大气中的二氧化碳分子相比，空气中的每一个甲烷分子对温度上升的影响是前者的25倍。北极的甲烷也对北纬地区的变暖产生了巨大影响，并进一步加剧了全球变暖&ndash；这是更仔细地研究高北地区甲烷循环的一个很好的理由。
甲烷是由养牛和水稻种植以及其他各种自然过程产生的。例如，藻类和其他植物材料的残骸收集在拉普捷夫海浅水区和北极海岸的其他浅水区。如果那里没有氧气，微生物就会分解这种生物质，产生甲烷。到目前为止，模拟对北极地区副碳和甲烷释放的途径关注太少。
在秋天，当气温下降时，许多开放水域也开始降温&ldquo；海冰在俄罗斯大陆架海面形成，然后被强风吹向北方。”；AWI海冰物理学家Thomas Krumpen博士解释道，他也参与了这项研究。冰的形成和离岸风在这些浅水边缘海域产生强大的洋流，搅动沉积物，并将那里产生的甲烷带入水柱。甲烷也可以被困在冰中，冰在这些开阔的水域中迅速形成&ndash；也称为polynya&ndash；在冬天。
&ldquo；随着更多的海水结冰，它会排出其中的盐水，夹带大量锁住在冰中的甲烷。”；AWI研究员Ellen Damm解释道。结果，在冰下形成了一层含有大量盐和甲烷的水层。然而，表面的冰和下面茂密的盐水，以及其中所含的温室气体，都是由风和洋流推动的。根据Thomas Krumpen的说法；拉普捷夫海沿岸形成的冰需要大约两年半的时间才能穿过北冰洋，穿过北极进入格陵兰岛东部和斯瓦尔巴群岛之间的弗拉姆海峡&rdquo；不用说，被困在冰和下面的盐水中的甲烷也在其中。
气候变化导致的气温上升使这块冰越来越融化。近年来，海冰覆盖的水域面积和冰层厚度都在减少，较薄的冰层被风吹得更远更快&ldquo；在过去的几年里，我们；我观察到冰穿越北冰洋的速度越来越快。”；Thomas Krumpen证实。这一过程自然意味着北极的重大变化；的甲烷周转。因此，量化北极甲烷的来源、汇和运输路线对科学界来说仍然是一个相当大的挑战。


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