碳循环对大气中温室气体含量有着决定性影响,从而影响了数千年来的全球气候。以前的研究者们往往认为冰原对全球碳循环的贡献不大,因此先前提出的在全球模型中它的作用几乎被忽略了。然而,现在的研究者们提出了不同的观点。2019年8月15日,《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了题为《冰原对全球碳循环至关重要》(Ice Sheets Matter for the Global Carbon Cycle)的评论文章。来自英国、美国、德国和加拿大的研究者们通过研究冰原中关键生物的地球化学过程,以及对末次间冰期的地质记录重新进行分析,认为冰原在调节全球碳循环过程中发挥着重要作用。
冰原含有大量碳储量的概念起源于21世纪初,随着冰原中一系列微生物种群的发现,冰原系统逐渐被认为存在活跃的碳循环过程。冰原对全球碳循环有着直接影响和间接影响。直接影响是微生物通过呼吸作用将冰原中储存的有机物转化并释放出温室气体(二氧化碳和甲烷);间接影响是冰原通过释放富营养的冰川融水或冰下融水,引起冰原边缘水体富营养化,从而加剧生物泵作用。
今后的研究需考虑以下问题:首先,由于冰原的基底区域难以接近,迄今为止所有关于冰原下甲烷水合物储量或营养潜力的预测都依赖于实验室或小型冰川的观测结果;其次,研究应该涵盖整个陆地到海洋连续性的研究,海洋大气层系统对气候变化的响应,以及与冰原生物地球化学的古环境研究;最后,需要耦合生物地球化学模型,包括冰原、大气和海洋之间的反馈,以测试碳汇或碳源对陆地冰层变化的敏感性,以便缩小当前结果的不确定性,揭示冰原在全球碳循环中的真正作用。
摘自:青岛海洋科学与技术试点国家实验室《全球海洋科技发展动态2019年第十期》闫大伟 孙治雷 编译