碳和二氧化碳反应到底是吸热还是放热?别急,让我来给你揭秘!

随着全球气候变暖,科学家们担心北极永久冻土层和深海中的甲烷会大量释放,进一步加剧全球变暖。两项新研究带来了好消息。古代甲烷的大规模快速释放可能性较低。人类活动是当前大气中甲烷排放的主要来源,这意味着人类对于控制大气中的温室气体有着更大的话语权。

罗彻斯特大学的地球化学家Michael Dyonisius表示,“这是一个振奋人心的消息。”他指出关于释放多少甲烷、以何种速度释放以及释放时间长度等问题仍然存在许多未解之谜。在冰芯形成之前的地质时代,甲烷对全球气候波动的重要性是一个待解的谜题。英国利物浦大学的环境学家Joshua F. Dean也在研究中指出,甲烷水合物和永久冻土带的甲烷排放量可能不如现代来源重要。

关于甲烷的来源,主要有生物和地质两种途径。生物甲烷来源于腐烂的植物和动物(如牛),而地质来源则包括化石燃料的自然渗透以及天然气和煤矿作业的泄漏。永久冻土层和深海中的甲烷水合物是古老碳的巨大储藏库。随着土壤和海洋温度的升高,这些储藏库可能会被,释放出大量温室气体甲烷。这些甲烷是否真的会进入大气层仍存在疑问。

当植物死亡后,它们在土壤中分解成碳基有机物,在极端寒冷的条件下,这些有机物中的碳会被冻结并捕获,而不是释放到大气中。这就形成了永久冻土层。除了有机碳外,永冻层中还有大量的冰。当永冻层融化时,底层的土壤被水浸满,这有助于创造低氧环境,是微生物消耗碳和产生甲烷的理想场所。甲烷水合物主要存在于边缘的海洋沉积物中。如果这些沉积物的温度升高,水合物可能会分解并释放出甲烷气体。

罗彻斯特大学的地球和环境科学教授Vasilii Petrenko表示,“即便其中的一小部分迅速不稳定,也会产生巨大的温室效应。”人们真正担心的是,随着气候持续变暖,大量的碳从这些储存地释放到大气中。《科学报》从罗彻斯特大学获悉,Dyonisius及其同事研究了上一个时期的甲烷排放情况,发现即使这些巨大的天然储存库释放出甲烷导致了气候变暖,但实际上只有很少的甲烷进入了大气中。这项研究最近在《科学》杂志上发表了相关论文。

除了研究古老的碳沉积物外,科学家们还通过测量古代空气样本中的甲烷含量来评估人为排放的甲烷量。罗彻斯特大学的博士后研究员Benjamin Hmiel及其同事发现,科学家大大低估了人类通过化石燃料排放到大气中的甲烷含量。他们在《自然》杂志上发表的论文指出,控制化石燃料行业的甲烷排放是应对气候变化的关键目标之一。