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兰大冰冻圈科研团队在北极碳循环研究领域取得新进展

作者:兰州大学
文长1326 - 时长4分

摘要:
近日,兰州大学冰冻圈科学研究中心张廷军教授团队在北极碳循环研究领域取得新进展,而研究未来海底多年冻土中的有机碳以多大速率向大气排放温室气体,可以为我们更好地预测未来气候变化提供科学、可靠的数据和信息。

近日,兰州大学冰冻圈科学研究中心张廷军教授团队,在国际顶级期刊Water Research(IF=7.91)、Geophysical Research Letters(IF=4.58)分别发表了题目为“Carbon and mercury export from the Arctic rivers and response to permafrost degradation” 和“Organic Carbon Pools in the Subsea Permafrost Domain Since the Last Glacial Maximum”的重要研究成果。该成果由兰州大学西部环境教育部重点实验室、中国高校极地联合研究中心、美国科罗拉多大学、美国杨百翰大学合作完成,兰州大学资源环境学院青年教授牟翠翠为第一作者,张廷军教授为通讯作者。研究工作得到中国科学院A战略性先导科技专项(XDA20100313,XDA20100103)、中国科学院专项(QYZDY-SSW-DQC021)和国家自然科学基金项目(41871050)联合资助。

在气候变暖背景下北极多年冻土发生显著退化,多年冻土作为一个巨大的有机碳库,含有大量与有机质结合的汞。气候变暖导致多年冻土退化,加速了冻结封存的汞释放,增加了河流中汞含量,对公共健康造成威胁。然而目前关于直接评估过去北极河流中有机碳和汞释放的报道较少。本研究表明,从2003-2017年溶解性有机碳和颗粒性有机碳每年向北冰洋的输出量约为21612 Gg和2728 Gg,汞和甲基汞每年输出量约为20090 kg和110 kg,这些碳和汞的输出对河流和海洋生态环境有着极大的影响。近几十年来随着活动层厚度加深,北极河流流量持续升高,有机碳和汞的输出量也在增加。

自过去约21000年末次盛冰期以来,随着冰川和冰盖融化,海平面上升了约130 m,淹没了北冰洋附近的陆地多年冻土。海水入侵之前,由于低温环境及有机物分解有限,使得北冰洋周围的多年冻土区积累了丰富的有机碳,但是有多少多年冻土碳被海水淹没,目前海底多年冻土碳库有多大还未见报道。本研究首次表明,自末次盛冰期以来海水淹没的多年冻土面积约3.92×106km2(图1),其中25 m深度内有机碳储量为1460±1010 Pg(不包括甲烷水合物)。目前海底多年冻土面积约为2.30×106km2,其有机碳储量为860±590 Pg,相当于目前大气中CO2的总和。目前冻结在海底的有机碳随着多年冻土加速退化而融化、分解,加上过去海水淹没后融化的约600 Pg有机碳的分解,正在以温室气体形式(CO2和CH4)释放到大气中,增加大气中温室气体含量,加速气候变暖。研究未来海底多年冻土中的有机碳以多大速率向大气排放温室气体,可以为我们更好地预测未来气候变化提供科学、可靠的数据和信息。

末次盛冰期以来海水淹没和目前海底多年冻土分布及沉积物样点分布

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来源:兰州大学官网

封面图:摄图网

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