一项发表在《美国科学院院报》(PNAS)期刊上的最新研究,分析了欧亚北极外陆架海底永久冻土带泄漏甲烷的来源。甲烷气体从世界上最大的陆架东西伯利亚北冰洋(East Siberian Arctic Ocean简称ESAO)大量释放是地球系统少数几个重要过程之一,它加快了温室气体从海洋陆地向大气的净转移,从而加剧全球变暖。这项研究基于三相同位素方法,证实了ESAO高通量甲烷气体主要为深部热成因气,而非浅层微生物成因气。
东西伯利亚北极大陆架(East Siberian Arctic Shelf,ESAS)是世界上最大、最浅的陆架海系统,其永久冻土带储藏了大量的碳和甲烷。全新世气候变暖以及全球海平面快速上升,加速了海底永久冻土的融化。尽管过去几十年大量的观测捕捉到海水中甲烷气体通量升高的现象,但科学家仍未厘清这些甲烷气体的主要来源。据悉,海底甲烷气体主要来源包括早期成岩作用、海底永久冻土带分解、天然气水合物分解、生物成因气、热成因气以及游离气等。对拉普捷夫海溶解甲烷气体浓度的分析显示,气体浓度值分布于3~1500 nM(平均值为151 nM;过饱和度为~3800%)。同时,两个渗漏区甲烷稳定同位素组成具有较强的垂直和水平梯度,说明甲烷气体主要来自深部热成因作用。冷泉区随深度增加不断富集的甲烷C同位素和氘同位素也暗示了甲烷氧化作用的存在。因此,三相同位素分析结构所涵盖的信息都预示样品与古老的、深部的、具有热成因特征拉普捷夫海甲烷气相一致。不得不强调的是,对海底甲烷来源的认识不仅有助于促进甲烷观测,同时也是预测未来海底甲烷气体排放的先决条件。(傅圆圆 编译)