劉茂甸 周誠真
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南極羅斯冰架與維多利亞地間的零星冰間湖。 張婉茹攝
南極冰蓋邊緣的海冰之間,散布著一個個大小不一的南極冰間湖。科研人員發現,這些看似不起眼的水域有著驚人的碳封存能力。
南大洋是全球重要的“碳儲庫”之一,吸收了大量人類排放到大氣中的二氧化碳。吸收的碳去了哪里、能否被長期“鎖住”,一直是科學界關注的焦點。
南極冰間湖,這類常年被海冰包圍的水域,被視為能量與物質交換的“咽喉要道”,是研究碳循環的關鍵。然而,受限于極端環境與觀測難度,冰間湖在深海碳封存中扮演的角色模糊不清。
北京大學研究團隊聯合國內外多個研究機構,系統收集并分析來自南極多個海域共86個沉積物柱樣,構建了自1.2萬年前至今的高分辨率碳埋藏記錄,相關研究成果發表于國際期刊《美國國家科學院院刊》。研究揭示:在氣候變暖背景下,僅占南大洋面積約3%的沿岸冰間湖,貢獻了南大洋沉積物有機碳埋藏總量的約42%,并且其“吸碳”能力在過去1.2萬年間因變暖增強了9倍。
氣候越變暖,冰間湖越“吸碳”,背后的原理是什么?
研究團隊通過重建過去1.2萬年的歷史發現,氣候變暖導致海冰覆蓋減少,冰間湖開闊水域面積擴大和存在時間延長,如同為浮游植物打開了更多的生長空間。通過光合作用,這些微小的生物吸收溶解在水中的二氧化碳,在沉降過程中,其殘骸和排泄物顆粒又因冰架融化提供的細顆粒物“搭便車”,形成更易下沉的聚合體,最終被輸送并埋藏到海底沉積物中,完成了從大氣到深海沉積物的碳封存。
分析發現,兩條路徑能增強碳吸收:一是直接刺激生物生產力;二是通過加劇冰架底部融化,釋放更多利于碳吸附和保護的細小礦物顆粒。這意味著,在一定的變暖范圍內,南極冰間湖系統可能扮演著地球氣候系統的天然“緩沖器”,其不斷增強的碳封存能力,能夠部分抵消因人類活動導致的大氣二氧化碳濃度上升。
據估算,在當前南極變暖速率約為全球平均水平2倍的情況下,到本世紀末,冰間湖的碳埋藏速率可能達到當前水平的近3倍。因此,要將冰間湖的面積變化、生物地球化學過程及其對變暖的反饋,納入新一代地球系統模型,幫助準確地預測海洋吸碳能力和氣候變化軌跡。
值得注意的是,過度變暖將導致支撐冰間湖的形成模式發生根本改變,或冰架大規模崩解。因此,認識到南極冰間湖等自然系統的調節能力,有助于我們更全面理解地球系統的復雜性,從而更堅定地走綠色發展之路。
(作者分別為北京大學城市與環境學院研究員、北京大學城市與環境學院博士研究生)
《 人民日報 》( 2026年01月31日 06 版)
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