永久冻土融化或导致远古全球变暖

伤我心太深

就像2007年阿拉斯加火灾造成的那样，5500万年前突然发生的全球变暖可能是由永久冻土释放的二氧化碳所致。图片来源：Bureau of Land Management/Alaska Fire Service
本报讯 5500万年前，世界突然升高了5摄氏度，变得“炙热”，海洋也变酸，大量生物开始灭绝。这听起来是不是很熟悉？这是与目前刚刚开始的由使用化石燃料引发的全球变暖最接近的历史事件。其实15年来，气候学家一直在苦苦思索，远古的全球变暖到底是如何发生的？如今，一个研究小组给出了新的解释：那些温室气体可能是从无冰的南极大陆上融化的永久冻土中释放出来的。
被称为古新世—始新世极热事件（PETM）的5500万年前的气候变暖问题一直是个未解之谜。由于某些原因，一些富含碳的沉积物以温室气体——二氧化碳和甲烷的形式在数百万年的时间里释放了几万亿吨的碳。由于并非是人类燃烧化石燃料所致，因而，最可能来自被锁在海底以下冰层中的甲烷——被称为甲烷水合物。但是从今天储存的甲烷水合物判断，在PETM发生的年代似乎没有储存足够的甲烷以驱动如此规模的全球变暖。
美国阿莫斯特市马萨诸塞大学的气候学家Robert DeConto及其同事，认为他们已经找到了一个大到足以完成这项使命的远古碳仓库。碳以腐烂植物的形式被储存于煤、海底和湖底的淤泥以及土壤中。一旦负载碳的永久冻土解冻，这些腐烂植物中的碳将很容易并且大量释放出来。因此DeConto和同事着手计算了大约在PETM时期，永久冻土中到底有多少碳，以及它们被释放的速度有多快。这就需要一些有根据的推测——在高纬度地区有多少陆地，哪些种类植物生长于此，在当时更温暖的气候下哪里会形成永久冻土，以及永久冻土随着全球些微变暖而解冻后会有多少二氧化碳和甲烷释放出来。
研究小组的模型显示，PETM至少在永久冻土中保留了3.7万亿吨的碳，其中几乎有一半在南极洲（而那里今天却几乎没有一点碳）。一旦持续几百万年的全球变暖达到一个阈值，永久冻土开始融化，分解的有机物质会以二氧化碳和甲烷的形式产生1.2万亿吨的碳。而生成的温室气体造成的全球变暖将融化更多的永久冻土，这又反过来释放出更多的温室气体。根据这一模型，在1万年后，永久冻土中储存的几乎所有的碳都将被释放出来。
在一个长期缺乏解释范例的领域，一个期待中的解决方案的到来会得到热烈欢迎。但这却与PETM无关。PETM研究协会的发起人、得克萨斯州休斯敦莱斯大学的Gerald Dickens指出：“这是用另一种想法来解释这个真正的大问题，但我决不相信这就是正确答案。”他认为永久冻土也存在类似的基本问题，即因为两个或三个因素使得甲烷水合物中可以得到的碳的数量达不到需求。问题可能变得更糟。他说：“你如何检验这些想法是一个真正的问题。你怎么证明在5500万年前那里真有一大片永久冻土呢？”（赵熙熙）
《中国科学报》 (2012-04-12 A2 国际)