南極洲的冰蓋并不是乍看上去那樣單調(diào)和靜止,它的底部隱藏了為數(shù)眾多的河流與湖泊,以及豐富的生態(tài)系統(tǒng)。在3月15日美國地球物理聯(lián)合會(huì)(AGU)召開的一個(gè)南極洲冰下水環(huán)境會(huì)議上,英國愛丁堡大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的安德魯?懷特(Andrew Wright)博士公布了最新的測(cè)量結(jié)果:目前已知的南極洲冰下湖的數(shù)量達(dá)到386個(gè)。這個(gè)數(shù)字大幅更新了2002年首次提出的77個(gè)。
　　科學(xué)家們相信,南極洲冰蓋和冰川下的水世界中生活著大批的微生物。他們還推測(cè),這些微生物可能在漫長(zhǎng)的時(shí)間里制造出了大量的甲烷(CH4),通常情況下甲烷被冰封在那里,但是如果上升的氣溫使冰川和冰蓋融化,甲烷則有可能外泄到大氣之中。
　　甲烷是大氣中繼水蒸氣、二氧化碳之后最為重要的溫室氣體。一些科學(xué)家擔(dān)心,南極和北極地區(qū)冰封的甲烷如果隨著全球變暖而被釋放出來,將會(huì)對(duì)氣候形成正反饋的循環(huán),進(jìn)一步加劇全球變暖。
　　英國布里斯托大學(xué)的地球化學(xué)家杰瑪?沃德姆(Jemma Wadham)的研究小組分別在南極和北極的冰川采了樣本,拿到實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行研究。他們發(fā)現(xiàn),冰里面存在高濃度的甲烷,以及大量的產(chǎn)烷生物。在南極的樣本中,每克冰里有1000萬個(gè)產(chǎn)烷生物,在格陵蘭的樣本中,每克里面有10萬個(gè)。
　　他們還將這些產(chǎn)烷生物放在瓶子里培養(yǎng)。南極洲的樣本在起初的250天里都沒有什么動(dòng)靜,接下來卻突然產(chǎn)生了大量的甲烷。格陵蘭的產(chǎn)烷生物一直到今年3月15日都沒有出現(xiàn)任何釋放甲烷的跡象,但沃德姆認(rèn)為它們也許只是需要更多一點(diǎn)的時(shí)間。
　　在沃德姆等人得到的樣本中,產(chǎn)烷生物的含量與深海沉積物中的含量不相上下,生物的種類也與北極地區(qū)泥炭和凍土中的產(chǎn)烷生物非常相似。
　　
　　甲烷的“溫室效應(yīng)”
　　
　　2008年發(fā)表在英國《自然》雜志上的一篇文章曾指出,6.35億年前,由于甲烷的釋放,地球迅速升溫,炎熱的氣候取代了冰河期。論文第一作者、美國加州大學(xué)濱河分校教授馬丁?肯尼迪(Martin Kennedy)認(rèn)為,同樣的事件可能在今天再次發(fā)生,而且變化會(huì)來得異常迅速――不是在幾千年或幾百萬年里,而是在短短一個(gè)世紀(jì)中。
　　“這是一個(gè)重要的憂慮因素,因?yàn)橐苍S只要一點(diǎn)點(diǎn)的升溫就能讓禁錮著的甲烷釋放出來�！笨夏岬媳硎�。
　　根據(jù)科學(xué)家的估計(jì),濕地、永久凍土,包括北冰洋下的永久凍土里,以甲烷形式存在的碳的量是現(xiàn)在大氣中以二氧化碳形式存在的碳的至少兩倍。在大氣里,甲烷的含量已經(jīng)是工業(yè)革命前的兩倍。這種增加中有人類活動(dòng)的作用,包括能源生產(chǎn)和使用等,但也有大約百分之四十來自于自然界。
　　甲烷作為一種溫室氣體的效力是二氧化碳的23-25倍。地球上的甲烷水合物(俗稱“可燃冰”)如果在幾年中有10%釋放到大氣中,那么它對(duì)地球輻射的影響就相當(dāng)于二氧化碳增加了十倍。
　　在聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的報(bào)告中,氣溫的曲線總是隨著二氧化碳的水平平滑上升,這是因?yàn)閳D示是根據(jù)線性數(shù)學(xué)模型做出來的。但是肯尼迪和其他一些地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為甲烷能夠在短短幾十年里造成非線性的氣候變化。
　　在他對(duì)遠(yuǎn)古氣候的研究中,存在于較低緯度的甲烷水合物首先變得不穩(wěn)定,釋放出甲烷氣體。這些甲烷氣體所造成的升溫使得甲烷水合物的去穩(wěn)定化向著更高的緯度發(fā)展,最終成為一種失控的反饋效應(yīng)傳播到全球。
　　盡管肯尼迪等人研究的是幾億年前發(fā)生的情況,但是他們看到今天發(fā)生的狀況與那時(shí)是類似的。在定量評(píng)估溫室氣體排放對(duì)氣溫變化的貢獻(xiàn)時(shí),IPCC報(bào)告引用了“輻射強(qiáng)迫”的概念,它指的是某種因子造成的太陽輻射的變化�？夏岬弦灿眠@個(gè)概念來考察。
　　“如果我們將二氧化碳水平翻一倍或是翻兩倍,會(huì)發(fā)生什么情況呢?”肯尼迪擔(dān)心,二氧化碳增加所造成的全球變暖會(huì)讓儲(chǔ)藏在自然界的甲烷在一代人的時(shí)間里釋放出來。
　　美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)教授吉姆?肯尼特(Jim Kennett)同意肯尼迪的看法,認(rèn)為他的思路是正確的�？夏崽厣踔琳J(rèn)為,如果地球的氣候能夠在短短幾十年里發(fā)生巨大的變化,那么甲烷的釋放是唯一可能的引爆器。
　　
　　正在釋放的甲烷
　　
　　“甲烷從永久凍土冒出來是一件正在發(fā)生的事情。今天我們面臨的挑戰(zhàn)是我們無法測(cè)量它,所以我們就無掛慮地忽略它�！笨夏岬显�2008年說。
　　現(xiàn)在他所說的無法測(cè)量的情況正在發(fā)生改變。一些科學(xué)家在近些年開展了艱苦的野外測(cè)量工作,以期查明自然界中的甲烷究竟在以多大的速度向外釋放。
　　來自美國、俄羅斯和瑞典研究機(jī)構(gòu)的一組科學(xué)家從2003年-2008年每年均乘坐俄羅斯的破冰船,到東西伯利亞北極大陸架(ESAS)探測(cè)甲烷。他們還在2006年做了一次直升機(jī)考察,在2007年冬天做了一次冰面考察。在這些考察中,他們?nèi)〉昧酥辽?100個(gè)海水樣本。然后他們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上分析ESAS甲烷釋放的情況。這樣的行動(dòng)艱苦又周期漫長(zhǎng)的研究工作被一些科學(xué)家稱為“灰姑娘科學(xué)”。
　　ESAS由西伯利亞的海岸線向北延伸1000千米,海床中包含了從上一次冰期遺留下來的永久凍土。這里海底的年平均溫度為-1.8到1攝氏度,比地面上的永久凍土的年平均溫度高出12-17攝氏度。
　　美國阿拉斯加大學(xué)國際北極研究中心的娜塔莉亞?沙克霍娃(Natalia Shakhova)及其合作者經(jīng)過數(shù)年的艱苦探測(cè)得出的結(jié)果是,ESAS每年以甲烷形式向大氣中釋放出的碳的量約為8×1012克(8TgC)。他們?cè)谥鄙龣C(jī)上的測(cè)量結(jié)果也在大氣中記錄到四倍于北極其他地區(qū)的甲烷濃度。
　　“海底甲烷最后也影響大氣甲烷的濃度,問題就是人們對(duì)甲烷,包括二氧化碳,在大氣里面的收支還是了解得很不夠,數(shù)字不準(zhǔn)確�！北本┐髮W(xué)物理學(xué)院大氣科學(xué)系教授王紹武評(píng)論說,“現(xiàn)在這項(xiàng)研究加了一個(gè)甲烷的源,那么以后在計(jì)算甲烷收支的時(shí)候它是可以納入考慮的�！�
　　在1月15日的《科學(xué)》雜志上,英國愛丁堡大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院安東尼?布魯姆(Anthony Bloom)等人還從另一個(gè)角度考察了甲烷的釋放情況。他們分析了2003年-2005年的衛(wèi)星資料,從中尋找濕地釋放甲烷的量級(jí)與分布。
　　他們的研究顯示,赤道地區(qū)的濕地為全球的甲烷釋放貢獻(xiàn)52%-58%。他們還估計(jì),在2003年到2007年期間,由于中緯度的北極地區(qū)的升溫,濕地的甲烷排放增加了7%。用另一個(gè)數(shù)字來說,是每年增加大約6TgC。
　　“這些變化對(duì)于全球甲烷循環(huán)來說有多重要?”黑曼在評(píng)論中寫道,“考慮到全球每年排放的甲烷有大約440TgC,西伯利亞的北冰洋海域和北半球濕地的甲烷排放變化是微不足道的�！暗窃诔掷m(xù)的變暖之下,這種狀況會(huì)持續(xù)嗎?”黑曼繼續(xù)自問自答,“我們不知道�！�
　　一些科學(xué)家與肯尼迪等人持有不同的觀點(diǎn),他們認(rèn)為甲烷的釋放并不是災(zāi)難性的。美國芝加哥大學(xué)的地球科學(xué)教授大衛(wèi)?阿徹(David Archer)指出,大部分甲烷水合物都深埋在地下和海洋里,那些地方人為造成的升溫和甲烷的釋放都會(huì)是在千年尺度里發(fā)生的事情。
　　他認(rèn)為甲烷帶來的影響是“長(zhǎng)期的但并非災(zāi)難性的”。他在一篇文章中寫道,“從地質(zhì)的時(shí)間尺度來說,可以想象的是甲烷水合物會(huì)向大氣和海洋中釋放的碳與我們化石燃料燃燒所釋放的一樣多�！�
　　(4月8日《南方周末》,作者為該報(bào)記者)

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