冰河时期古代湖泊微生物导致全球变暖

汪雨甘捍

碱性湖泊中微生物活动产生甲烷的模型。鸣谢:夏等，2023。

（）据美国物理学家组织网（汉娜·伯德）：全球变暖不仅仅是一个现代问题，在地球历史上已经发生了无数次，其中一次发生在3.04亿年前的晚古生代冰期(从3.4亿年前到2.9亿年前)。研究发现了当时海面温度升高、大陆冰减少和海洋环境淹没陆地的证据。

中国南京大学的·夏博士和他的合作者研究了碱性湖泊(pH值为9-12)中的大量甲烷注入大气的影响，他们的研究成果发表在《地质学》杂志上。

大量的大气甲烷导致全球变暖，因为它是一种强有力的温室气体，在100年内比二氧化碳有效28倍。产生甲烷的微生物占全球甲烷排放量的74%,因此定义鼓励它们不仅生存而且繁荣的环境条件对于理解气候变化非常重要。

通过评估微生物活动产生的甲烷水平，对中国西北部的准噶尔盆地进行了研究。研究人员从湖床提取了核心样本，并对岩石进行了化学分析，以确定碳的类型，碳的来源是水生绿藻、蓝细菌(光合微生物)和嗜盐古菌(一种生活在高盐环境中的极端微生物)。

当湖中含有更多溶解的无机碳(一种没有碳和氢键的形式)时，藻类，蓝藻和古菌优先选择较轻的形式(碳-12)，这意味着较重的碳-13保留在湖水中并沉积下来，导致从岩石中获得的测量结果明显不同。

研究人员发现了一种特殊的类型，嗜碱产甲烷古菌，在湖泊的低硫酸盐缺氧环境条件下占据了竞争优势，保留了岩石中最重的碳13值。这种物种通过在湖水中产生大量甲烷来获得生长所需的能量，然后将甲烷释放到大气中。仅来自微生物活动的甲烷排放量就高达21亿吨。

火山活动和水热过程产生的二氧化碳被转移到湖中，转化为碳酸氢盐和碳酸盐(溶解无机碳的形式)，这增加了湖的碱度，并被认为增加了甲烷的生成，因为它促进了微生物的活动。溶解的无机碳为藻类、蓝细菌和古菌的代谢过程提供了几乎无限的碳源。

因此，将甲烷供应的增加和持续与晚古生代冰期(3.04亿年前大气甲烷达到峰值)联系起来，可能表明全球众多碱性湖泊的综合作用可能对全球温室气体水平产生了重大影响。研究人员认为，仅中国西北部的湖泊，甲烷排放量就可能达到109亿吨，这相当于高达7521亿吨二氧化碳的温室效应。

显然，这突出了甲烷在影响我们的气候方面的潜力，特别是在全球范围内识别碱性湖泊以监测其当前排放并找到解决方案以帮助打击其活动的重要性。这可以包括降低湖泊的pH值，使它们变得更酸性，添加某些类型的粘土，甚至疏浚湖底，但所有这些解决方案都会自然地对环境产生许多影响。因此，可能还没有一个明确的解决方案来减少湖泊的甲烷排放，减缓其全球变暖的潜力。