科學家證明二氧化碳加速？隨著全球暖化，加拿大北極地區的岩石釋放出

牛津大學地球科學系的研究人員表明，加拿大北極地區的岩石風化會隨著溫度升高而加速，引發正向回饋循環，釋放出越來越多的二氧化碳₂到氣氛。研究結果是發表在日記中科學進步。

對於像北極這樣的敏感地區，那裡的地表氣溫幾乎正在變暖，了解大氣 CO 的潛在貢獻尤其重要₂來自風化。

當某些礦物質和岩石與大氣中的氧氣發生反應，釋放二氧化碳時，就會發生一種途徑₂透過一系列的化學反應。例如，風化礦物質（例如“愚人金”）會產生酸，從而產生二氧化碳₂從附近發現的其他岩石礦物中釋放出來。

在北極永久凍土層中，隨著氣溫升高導致地面解凍，這些礦物質會暴露出來，這可能會起到正回饋循環的作用，加速。

然而，到目前為止，人們還不清楚這種反應將如何應對以及大量額外的二氧化碳₂可以被釋放。

在這項新研究中，研究人員使用了硫酸鹽（SO₄^2-）收集了加拿大最大的河流系統麥肯錫河流域 23 個地點的濃度和溫度，以檢查風化過程對溫度上升的敏感度。硫酸鹽，如CO₂，是硫化物風化的產物，可用於追蹤該過程發生的速度。

結果表明，在整個流域內，硫酸鹽濃度隨著溫度的升高而迅速上升。在過去的60年（從1960年到2020年），隨著氣溫上升2.3°C，硫化物風化作用增加了45%。這凸顯了 CO₂風化釋放的熱量可能會引發正向回饋循環，加速北極地區的暖化。

利用這些過去河流的記錄，研究人員預測二氧化碳₂在適度排放的情況下，到 2100 年，麥肯錫河流域的排放量可能會增加一倍，達到 30 億公斤/年。這項變化相當於大約年總排放量的一半加拿大國內航空業典型的一年。

主要作者埃拉·沃爾甚博士（牛津大學地球科學系，進行這項研究時）說：「我們看到，即使是適度的變暖，麥肯齊河上的硫化物氧化也會急劇增加。到目前為止，二氧化碳的溫度敏感性₂硫化物岩石的釋放及其主要驅動因素在大範圍和時間尺度上都是未知的。

並非所有流域的地區都以相同的方式做出反應。在岩石山區和被永久凍土覆蓋的地區，風化對溫度較為敏感。透過對此過程進行建模，研究人員發現，岩石凍結和破碎時的破碎過程進一步加速了硫化物風化。

相反，隨著變暖，泥炭地覆蓋的地區硫化物氧化的增加幅度較小，因為泥炭保護基岩免受此過程的影響。

合著者鮑勃希爾頓教授（牛津大學地球科學系）表示：「未來廣闊的北極地區暖化可能會進一步增加硫化物氧化速率並影響區域碳循環預算。現在我們已經發現了這一點，我們正在努力了解如何減緩這些反應，泥炭地的形成似乎有助於降低硫化物的氧化過程。

北極地區有許多類似的環境，其中岩石類型、高比例的裸露基岩和大片永久凍土的組合創造了暖化將導致硫化物風化迅速增加的條件。因此，這種影響極有可能不僅限於麥肯錫河流域。

研究人員表示，該研究強調了考慮硫化物的價值在大規模排放模型中，這對於預測氣候變遷非常有用。

記錄由加拿大環境部透過其國家長期水質監測計劃提供。使用離子色譜法測量硫酸鹽濃度，其中液體樣品通過填充有樹脂的柱，該樹脂根據其電荷吸引特定離子。