2008年12月4日,著名的Nature雜志刊登了一個驚人的研究成果,苔原結凍期會釋放大量的甲烷。
??? 做為國際極地項目的一部分,科學家在格陵蘭島的東北部進行了一年的測量,結果發現苔原帶在秋季解凍期會釋放出甲烷。一般情況下在生長季結束后,科學家就會結束數據收集,這樣就不會發現這一現象
??? “如果不是測量數據是如此的堅實,測量方法是這樣的仔細嚴謹,那么可能沒有人會相信會有這樣的甲烷排放現象。”Lund大學的Torben Christensen說:“用一種經典的基礎研究方法,發現了一個令人驚訝的結果。這種現象本來是非常常見的,但是此前沒有針對苔原帶氣候可行的方法,包括適當的技術和高測量頻率的儀器來發現這一現象。”
??? 濕地排放是溫室氣體――甲烷最大的甲烷源。在高緯度地區,大氣甲烷濃度在晚秋會有一個比較穩定高平臺期現象,但是原因并不是很清楚。
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??? Christensen和來自哥本哈根大學,奧爾胡斯大學,NOAA的地球系統研究實驗室,SRON 荷蘭,Utreche大學的合作者使用激光甲烷分析儀(FMA, LGR)結合自動呼吸室在Zackenberg山谷進行測量,得到這個驚人的結果。
??? 科學家發現甲烷排放在生長季后期會降低,但是在開始結凍的時候,排放量有明顯的增加,并且持續了幾個星期,直到土壤和根區完全結凍。研究者推測,可能是由于在土壤活性層的甲烷被結凍擠壓出去。相對而言,在更低緯度地區,由于缺少這樣的嚴寒,使得甲烷向下擴散。
??? 秋季的甲烷通量在空間分布上變化很大,大概是因為泥炭和植被結構的不同,造成的不同的甲烷排放的途徑。結凍期的排放也比夏季排放變化大,峰值達到112.5mg/m2/hr,是已有最高的苔原排放速率(除了thermokarst湖的熱區)。而在整個夏季,總體釋放量大約有4.5g/m2
??? 用秋季釋放數據,帶入大氣擴散模型計算,結果更吻合大氣甲烷季節動態的實測值。
??? “如果這個現象是一般性現象,那研究發現能幫助我們理解北方高緯度地區是甲烷是如何排放到大氣中的,甲烷濃度季節動態也可以得到更好的解釋。”Christensen說:“但是要想揭示這個現象對于氣候變化的影響,還有更好的了解自然系統是怎樣工作的。通過這個現象,我們可以更好的理解北冰洋周邊地區的永久凍土帶融化,在這些地區甲烷排放變化可能對氣候產生反饋效果。”
??? 研究者認為在類似環境中,不可能不存在這樣的情況。對所有wet-meadow苔原帶,都應用在Zackenberg測量數據進行計算。我們發現在原本我們認為排放不活躍期,會有一個4Tg的甲烷排放量。
??? “這并沒有顯著的增加北方高緯度地區甲烷排放量,但是這修正了我們對于已知排放總量季節分配的觀點。”研究者最近在Nature上發表了一篇letter,表達了這樣的觀點。
??? 目前研究團隊正在調查排放的機理,同時通過野外研究和實驗室研究。“但是最關鍵的問題是確保Zackenberg試驗站能每年都能開放更長的時間:Christensen說,“我們相信在春季和秋季的研究會揭開這些問題的謎底,所以我們需要一個長期開放的試驗站供我們進行這令人興奮的觀察,至少也應該是從4月到11月。”
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