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阿拉斯加北极国家公园大门的永久冻土解冻。信用:自然历史存档/ alamy股票照片。M5R6R1.
阿拉斯加北极国家公园大门的永久冻土解冻。 信用:自然历史存档/ alamy股票照片。
客人帖子
2020年2月12日8:00

嘉宾帖子:永久冻土“临界点”的不可逆排放

ChristinaSchädel博士

ChristinaSchädel博士

12.02.2020 |8:00 AM
客人帖子 嘉宾帖子:永久冻土“临界点”的不可逆排放

北半球越来越高的峡谷涌入,冻土占有数十亿吨碳。

随着全球气温上升,这片“永久冻土”正面临越来越大的融化风险,可能会将其长期储存的碳释放到大气中。

永久冻土层突然解冻是人们最常讨论的一个“引爆点”,在全球变暖的背景下,这个引爆点可能会被跨越。然而,研究这表明,虽然这种融化已经开始,但可以随着气候变化的减缓而减缓。

然而,不可逆的是碳的逸出,已经和正在排放。永久冻土释放的碳进入大气并停留在那里,加剧了全球变暖。

简而言之,北极会发生什么不会留在北极。

冻土和全球气候

Permafrost是一个已经连续两个冻结的地面。其厚度范围不到一米至超过一公里。通常,它坐落在一个每年解冻和稀释的“活跃层”下面。

温暖的气候使这个难以冻结的地面风险。当温度上升时,永久冻土解冻 - 它不会融化。

有一个简单的类比:将冰块和冷冻鸡肉从冰箱中取出时比较。在室温下,前者会融化,留下一小池水,但鸡会被解冻,留下生鸡肉。最终,那鸡会开始分解。

当温度增加时,这正是永久冻土的发生。北半球陆地的四分之一被永久冻土的危险,它像地球的巨大冰柜一样,并保持了巨大的有机物冷冻。

全球永恒的Modafrost地图,国际永久冻土协会。信用:棕色,J.,O.J.。Ferrians,Jr.,J.A.Heginbottom和E.S.Melnikov,EDS。1997.多年冻土和地面冰条件的环北极地图。华盛顿特区:美国地质调查与循环委员会的能源和矿产资源合作。金博宝188备用地址环太平洋地图系列CP-45,缩放1:10,000,000,1张

这种有机材料包括死植物,动物和微生物的残余物,其积聚在土壤中并在数千年前被冷冻到多余的冻土中。

在狐狸,阿拉斯加附近的永久冻土隧道中包括古老的骨骼(左图像)和有机材料(右图像)。信用:C.Schädel

北极气温越来越多两倍快作为全球平均水平。这导致了许多位置的永久冻土解冻,并引发了新唤醒的微生物以将有机材料分解为释放CO 2或甲烷进入大气中。

这两种气体都是温室气体,但一个世纪以来,甲烷的温室效应是二氧化碳的28-36倍。然而,大气中的二氧化碳比甲烷多,甲烷氧化成二氧化碳的时间跨度约为10年。因此,大气中二氧化碳浓度的变化对长期气候变化至关重要。

来自多年冻土的碳释放

那么,Permafrost在未来的碳排放中的作用是什么?那里有一个尖端的点可以触发快速解冻吗?

科学家估计永久冻土中储存的碳大约是大气中循环的碳的两倍。这大约是14600亿到16000亿吨碳。

其中大部分都是冷冻和保存的,但如果甚至释放到大气中的小部分,则排放可能与碳释放的大小相似其他环境助条件,如森林砍伐

这仍然是1数量级到本世纪末,比化石燃料燃烧的排放量还要少。然而,大气中每增加一分子二氧化碳或甲烷就会加速气候变化,影响整个地球及其气候。

用大冰量折叠永久冻土。信用:A. Balser

就我们目前所知,冻土碳释放是一个渐进、持续的过程这连续增加碳对大气层 - 因此,进一步加强了变暖。

一旦多年冻土中的有机物分解并释放CO 2和甲烷,就没有回到了。从这个意义上讲,Permafrost解冻是不可逆转的 - 满足倾翻点的定义的条件之一。

然而,最近的研究建议如果温度升高,则慢慢地停止,Permafrost解冻,会很慢- 并且可能停止,因此,限制进一步的排放量。尽管如此,这需要一段时间。Permafrost解冻有点像重型货车 - 一旦它在移动,它就无法立即停止。即使在制动器上刹车后,它也会继续滚动一段时间。研究这表明,即使永久冻土层融化速度减缓,碳排放仍可能持续数十年至数百年。

这表明整个永久冻土不会转移到一个完全新的状态 - 就像一些绊倒点一样,例如格陵兰冰盖的熔化。结果,可以防止进一步的排放是全球变暖被停止。

但是,随着事情的立场,Pumafrost解冻了已经在北极的许多地方被观察到。和最近的关于海洋和冰冻圈的特别报告由这件事政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出,本世纪的变暖将导致永久冻土的大量排放量:

“到2100时,近表面永久冻土面积将减少2-66%RCP2.630-99%RCP8.5。这可以将10多次碳缩放到碳作为二氧化碳和甲烷的氧化甘露乙酰物,以加速气候变化的潜力。“

如何为永久冻土碳发布添加确定性

永久冻土碳对气候变化的最终贡献取决于各种因素:例如,大量碳将作为二氧化碳或甲烷出现,以及植物和树木抵消一些额外的碳释放。

多年冻土的降解可以作为逐渐的顶部解冻或解冻土壤的突然崩溃发生。两个过程都将碳释放到大气中。逐渐上下解冻是较温暖的空气温度导致土壤从上下解冻的导致,而突然解冻突然和不可预测。

Permafrost可含有高达80%的冰。如果冰融化 - 记住冰确实融化,即使土壤没有 - 地面突然坍塌,深层接触到空气温度。

崩溃的地面可以让景观肆虐“Thermokarst.“湖泊,充满了熔融水,雨雪。这些潮湿的条件可以促进更有效的温室气体甲烷的释放。

Thermokarst景观。信用:A. Balser

在高地,自然排水在Puxafrost解冻后产生干燥的土壤条件,从而加速有机物质分解并释放大量二氧化碳。最终的影响永久冻土的碳释放将会更强当永久冻土层中较大比例的冻土层在融化后变干时。

在解冻后,景观的一部分将变得更潮湿或更干燥,这取决于地面冰的分布,但目前的冰测量只是散发性和更好的空间覆盖范围,更达迄今为止的测量迫切需要

多年冻土区碳平衡的另一个重要因素是植物的碳吸收。问题是解冻永久冻土的碳释放可以通过增加的植物生长来抵消?植物从大气中占用碳,并使用它来生长并保持其新陈代谢。

北极的温暖条件和其所有相关变化刺激植物生长,这意味着通过促进植物生长来吸收到植物生长中加入到气氛中的一些碳。但目前尚不清楚植物将抵消多少碳,目前还不清楚这种过程是多么持续。

改善多年冻土碳释放的模型预测对于确定解冻永久冻土至全球气候的总体影响至关重要。加拿大北极的最近结果表明,比科学家预期的当前模型预测,Permafrost解冻正在发生很多。

目前,模型只能解释从上到下的逐渐解冻,但是最近的估计表明突然解冻和坍塌的土壤可以从多年冻土中加倍碳释放。有一件事很清楚:北极的温度较小,更加永久冻土将保持冷冻更多的碳将在永久冻土中锁定

甲烷水合物

随着永久冻土的解冻,通常在同一只呼吸中提到是与崩溃相关的潜在危险甲烷水合物,也称为“克拉斯特”。这是甲烷“冰”,在欧陆边缘海洋沉积物的低温和高压下形成,或者在多余的冻土内。

特别值得关注的是东西伯利亚北极大陆架(ESAS)下的甲烷水合物,这是俄罗斯北部的一个浅海沿岸地区。学习已经表明解冻永久冻土正在释放这种甲烷,让它冒出海水。这导致了研究他警告说,大量甲烷的泄漏可能会“对气候系统造成灾难性的后果”媒体报道即将发生的“甲烷时差”。

北冰洋

2000公里

东西伯利亚

北极架子

我们

俄罗斯

图形:碳简介。金宝搏bet188©ESRI.

与之交谈Carolyn Ruppel博士,首席科学家美国地质调查的天然气水合物项目,她告诉我,甲烷水合物陷阱大约是地球甲烷碳的六分之一,并且一些沉积物事实上,可能是现在退化随着气候变暖。但是,她说:

“如果在天然气水合物降解期间释放的甲烷到达海洋,它将主要由水柱中的细菌消耗而不是到达气氛。在多余地区,降解天然气水合物通常深深埋藏,因此永久冻土排放是温室气体排放的更重要的贡献者。“

虽然在解冻海底永久冻土的区域中,“可能是在北极陆地架上泄漏的大甲烷”,Ruppel说,“学习已经表明,磁通率可能大约高估,并且最可能的泄漏甲烷源不会解冻天然气水合物“。她补充说:

“多年冻土相关的水合物并不是普遍的,并且经常发生比薄甲烷的薄味来源更深,这可以更容易地泄漏到大气中。”

因此,最新研究表明了甲烷爆炸从融化的水合物不是地平线上。然而,对于永久冻土来说,科学表明,融化已经开始,它释放的碳188bet博彩公司怎么样已经在加剧气候变暖。

更新:这篇文章于2020年2月18日更新,增加了“货运列车”的类比和关于减缓冻土融化的额外链接。

来自这个故事的Sharelines
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