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這是2023年7月25日從“雪龍2”號極地科考破冰船拍攝的北極圈內(nèi)的浮冰。新華社記者 魏弘毅 攝

中國科學家于北京時間25日在國際學術(shù)期刊《自然·地球科學》發(fā)表的論文顯示，海洋硫酸鹽濃度的微妙變化，能夠改變海底甲烷的消耗方式，就像一個控制全球氣候的“化學開關(guān)”。隨著現(xiàn)代北極海洋快速變暖和淡化，類似的開關(guān)可能被再次激活，需要密切關(guān)注。

該研究由中國科學院廣州地球化學研究所與國際合作團隊完成。研究人員表示，在5600萬年前的超級變暖事件中，地球經(jīng)歷了極端的全球變暖和海洋酸化。由于該事件與當前氣候變化存在諸多相似，一直備受科學界關(guān)注。然而，其背后的碳循環(huán)機制，特別是北極海洋發(fā)揮的作用始終是未解之謎。

據(jù)介紹，甲烷是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，而大量的甲烷以水合物“可燃冰”形式儲藏在海底。以往科學家擔憂海底甲烷釋放后會大量進入大氣，直接加劇全球變暖。但近年研究發(fā)現(xiàn)，當前絕大部分海底釋放的甲烷都會快速溶解在海水中，然后被各種微生物“消化”掉，很少能直接進入大氣。

中國科學院廣州地球化學研究所研究員張一歌表示，這個過程就像“慢燃發(fā)電廠”，即微生物以硫酸鹽作為“燃料”，高效轉(zhuǎn)化甲烷能源，同時產(chǎn)生堿性物質(zhì)，緩解海洋酸化。而5600萬年前，北極海水硫酸鹽濃度不到現(xiàn)在的三分之一。因為硫酸鹽嚴重不足，就像燃料短缺一樣，發(fā)電廠無法正常工作，甲烷只能進入海水。這時，好氧細菌開始“快速燃燒”甲烷，釋放二氧化碳，就像高溫燃燒釋放大量廢氣一樣。

研究團隊基于北極海洋浮游植物“分子化石”重建的二氧化碳濃度顯示，5600萬年前北極海洋的二氧化碳濃度水平比全球平均值高，這說明北極海洋從原本吸收二氧化碳的“海綿”變成了排放二氧化碳的“煙囪”。

研究人員表示，該研究提醒，當北極海水變淡、化學環(huán)境改變時，可能重演5600萬年前的故事，即甲烷從高效利用轉(zhuǎn)向快速燃燒，并加劇氣候變化，需要密切關(guān)注。