菜单

社会渠道

搜索存档

  • 类型

  • 主题

  • 排序

墓石KCKBF1千鸟山倒影,公园,加拿大的育空地区
墓石公园,加拿大的育空地区。 来源:加拿大所有照片除股票的照片。
客人的帖子
2018年9月610:58

帖子:北极湖泊加速冻土碳损失

多个作者

多个作者

09.06.18
多个作者

多个作者

06.09.2018 | 10:58am
客人的帖子 帖子:北极湖泊加速冻土碳损失

英格玛·尼采博士博士后研究员吗阿尔弗雷德韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心(AWI);圭多Grosse博士AWI冻土研究部分主管和地球系统的永久冻土层教授吗波茨坦大学;托马斯·施耐德·冯·Deimling博士是一个资深科学家AWI;和Katey博士沃尔特·安东尼是水生生态系统生态学家阿拉斯加大学费尔班克斯

随着气候变暖,有越来越多的担忧在解冻的富碳永冻层在北极。碳排放从这个常年冰冻的土地有可能加强全球变暖。

增加这种风险,北极也由数以百万计的小池塘和湖泊,形成冻土消融,崩溃和充满融化的冰、雪和雨。这些湖泊加速融化周围的土地,增加多少碳排放的土地。

在我们最近的研究,发表在自然通讯,我们——第一次——估计,全球碳排放量和北极湖泊周围下冻土解冻。

和我们的研究结果表明这种快速解冻有可能双冻土多少碳释放这个世纪。

巨大的冰箱

冻土覆盖了non-glaciated大约四分之一的土地在北半球,包括西伯利亚大部分地区、阿拉斯加、加拿大北部和青藏高原。

冻土土锁在古老的植物和动物就像一个巨大的冰箱。这个根的富碳组合,叶子和泥炭,覆盖绝大tundra-steppe和点缀的湿地的冰河时代。它还包括猛犸象和其他标志性的动物的时间。

顾名思义,冻土是永久冻结,然而,在短暂的夏季,最土的一部分——被称为“活跃层”简要地融化。这一层是,也许,只是几十厘米深。

然而,气候变暖使越来越多的冻土融化的危险。不仅是竞争与全球平均气温的稳步上升,但也北极放大”——快速变暖的地球最北端的纬度在积雪融化的海冰和下降。

这气候变暖会导致一个深化的活性层和解冻之前冻结的植物仍然包含旧碳沉积和冷冻的几千年。一旦解冻,微生物开始食用植物和动物残骸,释放二氧化碳排水性良好的高地地区。

术语表
碳和二氧化碳:术语“碳”和“二氧化碳”通常可以互换使用,但是有一个重要的区别。碳是一种元素,而二氧化碳是一种含有一个碳原子的化合物有两个氧原子。…阅读更多

深化活跃层还动员新植物的营养物质刺激经济增长。这些新植物的二氧化碳吸收可能会超过本世纪老冻土碳的损失。然而,2100年以后,更深层次的解冻的活性层将变得更加重要,导致土壤碳的净损失至少在未来两个世纪。

一旦土壤碳排放超过植物吸收,这种自我强化的过程——被称为“permafrost-carbon反馈”——将导致进一步的气候变暖,使远程冻土地区的监控更为重要。

然而,逐渐解冻并不能告诉整个故事。

热岩溶湖泊

冻土中科学家和人民生活在永久冻土、快速解冻过程是一个众所周知的现象,但它们对碳排放的影响历来没有量化。

快速永冻土解冻时发生大量的地表的冰融化,地面下沉而产生抑郁充满融水,雨和雪。这个过程被称为“热岩溶”。

沿着海岸线不断扩大的侵蚀冻土热岩溶湖在阿拉斯加北部。信贷:即尼采

沿着海岸线不断扩大的侵蚀冻土热岩溶湖在阿拉斯加北部。信贷:即尼采

被和不透水的永冻层土壤,在这些形成的小池塘萧条可能会在几年内快速增长或几十年形成更大的湖泊。水有更大的能力持有热比土地,这些池塘和湖泊在夏天温暖,成为高效的周围和底层的永久冻土层解冻机器。如下图所示,这个侵蚀冻土及其有机遗骸。

渐进的示意图,自上而下的解冻在高地湖泊下永久冻土和突然解冻。来源:沃尔特·安东尼et al。(2018)

渐进的示意图,自上而下的解冻在高地湖泊下永久冻土和突然解冻。来源:沃尔特•安东尼et al。(2018年)

碳积累了数万年的土壤,因此,变成液体,臭氧湖泊底部的泥土,为有机carbon-munching微生物提供一场盛宴。这个过程本身是不可逆转的。

处于早期阶段,永久冻土层解冻低于池塘周围只发生在夏季和秋季,当无冰的池塘。在典型的寒冷的北极的冬天,土地和湖泊冻结和湖冰可以长到一两米深,冻结整个浅池塘的水体。

然而,这种季节性模式严重影响气候变暖的北极,在湖冰变得更薄和冰盖持续时间显著缩短。不再冻结的池塘底部被称为“热岩溶湖泊”。解冻条件在湖底现在流行在整个一年,甚至在冬季。

快速增长的早期热岩溶池塘在永久冻土鲍德温半岛西北部的阿拉斯加。信贷:j .楞次

快速增长的早期热岩溶池塘在永久冻土鲍德温半岛西北部的阿拉斯加。信贷:j .楞次

微生物和甲烷

在我们的研究中,我们确定了热岩溶湖泊沉积物在解冻高达15米深处只有半个世纪。相比,记住,这是一个典型的苔原土壤解冻数十厘米。

在零上温度,微生物开始返工之前老冻和保存完好的植物遗骸和产生二氧化碳和——更多的温室气体——甲烷。从底部上升的热岩溶湖泊、甲烷气泡被困在湖冰是一个全年甲烷生产和排放的迹象。

在阿拉斯加中部捕捉甲烷湖冰泡沫。来源:k·沃尔特·安东尼

在阿拉斯加中部捕捉甲烷湖冰泡沫。信贷:k·沃尔特·安东尼

值得注意的是,湖泊也不一定就继续增长。今天的风景已经密集铺满湖泊、河流、沟渠和其他地形梯度,这样越来越多的湖泊也容易流失,最终合并或者变干。

同样,新冻土形成前湖底和新的生物质生长并能埋在湿和沼泽环境,导致大气中的碳的吸收。

然而,从扩大湖泊强烈释放超过碳吸收从湖损失超过十年,因此,human-relevant——时间表。

全球影响

那么,热岩溶湖泊对碳排放在全球尺度上意味着什么?

冻土地区的湖泊有束和发生任何与平地在北部高纬度地区。很多都是冰川湖,由冰川冰雕刻成基岩盆地扩张余地不大的解冻。

然而,成千上万的湖泊在北极永久冻土存款的低地受到热岩溶快速发展的影响。由于其巨大的丰度和相对体积小,监测其动态和造型对气候的影响一直是一个重大的挑战。

第一次,在一个大型团队从阿拉斯加和德国的合作——我们有量化快速解冻对全球碳排放的影响。使用在阿拉斯加和西伯利亚的野外观察、遥感的湖冻土动力学和全球范围内,气候模型模拟,我们有一个更完整的图片这些湖泊可能如何影响温室气体的释放及其对气候的影响。

例如,卫星收集的数据的时间序列在阿拉斯加州大部分地区帮助我们发现和理解模式湖变化大的地区。在我们的模型模拟未来的冻土退化占热岩溶湖的形成及其动力学在一个变暖的世界。

全球重要

我们的结果表明,快速解冻事宜。

术语表
RCP8.5:rcp(代表浓度路径)是未来场景的温室气体浓度等营力。RCP8.5场景的“相对高温室气体排放”所带来的人口快速增长,…阅读更多

不仅我们的研究结果表明,快速解冻对碳排放有强烈影响冻土本世纪,在高变暖,常态的场景(“RCP8.5”),它翻了不止一倍,此前估计碳释放逐渐解冻。

即使在moderate-emission场景和减少人为碳排放(称为“RCP4.5”),快速解冻会在permafrost-related碳循环中发挥重要作用,超过排放逐步解冻。

大多数的碳释放通过快速解冻的形式将甲烷。考虑到这些排放,permafrost-carbon反馈到本世纪末可能成为像今天第二个最强的人为温室气体的来源——土地利用变化。

术语表
RCP4.5:rcp(代表浓度路径)是未来场景的温室气体浓度等营力。RCP4.5是一个“稳定的场景”,政策到位,所以大气中二氧化碳浓度水平…阅读更多

我们的研究结果表明,北极湖泊动力学的缺乏理解和实现这些方面的忽视全球气候模型会导致强烈低估冻土退化景观温室气体排放。

热岩溶湖泊的形成和扩张将加速冻土碳的释放。这意味着permafrost-carbon反馈将在几十年从现在全球重要而不是几个世纪。

我们的研究是由美国国家航空航天局的支持北极北方脆弱性实验(“以上”)计划,欧洲研究委员会”PETA-CARB”项目,欧洲航天局的“GlobPermafrost”计划,德国政府的“PermaRisk”项目,美国国家科学基金会biwei6868弧计划

沃尔特·安东尼·k·M。建模,et al。(2018) 21世纪冻土碳排放加速了突然解冻下湖泊、自然通讯,doi: 10.1038 / s41467 - 018 - 05738 - 9

Sharelines从这个故事
  • 帖子:北极湖泊加速冻土碳损失
  • 帖子:热岩溶湖泊可以永冻层碳释放这个世纪的两倍

专家分析直接发送到您的收件箱中。

能聚集所有的重要的文章和论文选择碳简短的电子邮件。必威手机官网找到更多关于我们的时事通讯在这里