科學家發現海洋中隱藏的甲烷來源可能加劇全球暖化

一項新研究發表在期刊上 美國國家科學院院刊 揭示了公海甲烷產生的重要驅動因素。羅徹斯特大學的研究人員，包括地球與環境科學系副教授托馬斯·韋伯、研究生王星宇和博士後研究員徐海蓉，發現了一種隨著地球變暖而變得更加活躍的機制。這引發了人們對可能加劇氣候變遷的反饋循環的擔憂。

甲烷是一種極為有效的溫室氣體。多年來，科學家們一直對這種差異感到困惑。海洋表層水含有大量氧氣，不斷向大氣中釋放甲烷。這是出乎意料的，因為甲烷通常是在缺氧環境中產生的，例如濕地或深海沉積物。

微生物和磷酸鹽導致甲烷產生

為了調查這個謎團，韋伯的團隊分析了全球數據集並使用了電腦模型。他們的結果指出了一個特定的微生物過程。有些細菌在分解有機物時會產生甲烷，但這只有在無法獲得必需營養素磷酸鹽時才會發生。

「這意味著磷酸鹽稀缺是公海甲烷產生和排放的主要控制關鍵，」韋伯說。

這些發現重塑了科學家對海洋甲烷的思考方式。在磷酸鹽水平較低的地區，富氧水域中甲烷的產生可能很常見，而不是罕見。

海洋溫度變暖可能會增加甲烷排放

該研究也探討了這個過程在暖化的世界中如何演變。氣候變遷正在從表面向下加熱海洋，增加了表層水和深層水之間的密度差異。

「氣候變遷正在使海洋從上到下變暖，增加了表層水和深水之間的密度差，」韋伯說。 “預計這將減緩從深處攜帶磷酸鹽等營養物質的垂直混合。”

混合越少，到達表面的營養素就越少。根據該團隊的模型，這可能導致地表水中的磷酸鹽日益減少，為產甲烷微生物的生長創造理想的條件。

潛在的氣候反饋循環

如果發生這種情況，海洋可能會向大氣中釋放更多的甲烷。由於甲烷是一種強大的溫室氣體，這是一個令人擔憂的循環。海洋變暖會導致更多的甲烷排放，進而導致進一步變暖。

該研究強調了海洋中的微觀過程如何產生深遠的全球影響。

氣候模式中缺少的部分

重要的是，這種類型的回饋尚未包含在大多數主要氣候模型中。隨著科學家努力改進預測，解釋這種交互作用對於了解氣候變遷進展的速度和嚴重程度可能至關重要。

韋伯說：“我們的工作將有助於填補氣候預測的一個重大空白，氣候預測往往忽略不斷變化的環境與大氣中溫室氣體自然來源之間的相互作用。”