北极永久冻土层中蕴藏着大量碳——可能存在碳含量增加四倍比现代人类排放的二氧化碳总量还要多。
这是科学家们如此担心北极融化的原因之一——随着冰的融化，这些碳将会释放出来。 但现在一项新的研究表明，北极融化释放的碳实际上可能比我们最坏情况模型预测的还要多。
这是因为隐藏在北极土壤中的饥饿微生物似乎正在咀嚼微小的分子铁手铐，否则这些铁手铐会将碳束缚在土壤中——这意味着我们低估了碳被释放到大气中的风险。
这些铁还原细菌因温度升高而被激活，它们可能使整个碳汇变得更加不稳定。
这一发现在瑞典北部的一个沼泽中得到了证实，尽管他们的结果反映了相当广泛的条件。 这些发现对于科学来说是如此新颖，它们有望改变我们对当前气候模型的看法。
研究人员警告说，如果细菌真的破坏了整个北极地区铁的碳捕获能力，那么永久冻土的融化可能会释放出比我们在最坏情况下所预计的更多的碳排放量。
研究小组表示，目前被铁捕获和束缚的额外碳量可能相当于我们大气中现有碳总量的百分之五，这是人类每年向大气中排放的碳量的五倍。
“这意味着我们有一个巨大的新二氧化碳排放源，需要将其纳入气候模型并进行更仔细的研究，”说Carsten W. Müller，在哥本哈根大学研究土壤有机质。
当永久冻土储存的碳相当于世界上所有植物和大气中所有碳的总和时，了解北极脚下发生的情况至关重要。
为此，一个国际研究小组三年来在瑞典阿比斯库的斯托达伦泥沼中收集了三个核心土壤样本。
他们的发现最终令人沮丧。 虽然铁被证明可以与永久冻结的永久冻土顶部的泥炭丘中的有机碳结合，但当这一关键层融化时，大量的碳封存物也会融化。
当这些土壤微生物进食时，它们会破坏碳和铁之间的键，将温室气体从水槽释放到大气中
“冻土的含氧量很高，可以使铁矿物质保持稳定并允许碳与它们结合，”解释穆勒.
“但是一旦冰融化并变成水，氧气含量就会下降，铁就会变得不稳定。同时，融化的冰会允许细菌进入。总的来说，这就是以二氧化碳的形式释放储存的碳的原因。”
有趣的是，研究小组注意到土壤更深部分可能含有更多数量的碳捕获氧化铁的迹象，这表明随着水槽的塌陷，更多的碳将会被释放。
“北极的大部分气候研究都集中在储存的碳量以及它对碳的敏感程度。。 人们很少关注土壤中碳捕获的深层机制。”说穆勒.
这项研究很重要，因为铁影响北极永久冻土的确切方式仍然很大程度上未知。 虽然这种矿物被认为对碳储存很重要，但目前尚不清楚这一过程将如何应对永久冻土的快速融化和土壤条件的变化。 其实这些都被认为是一些最大的不确定性在我们迄今为止的气候预测中。
例如，当植物在融化的苔原上传播时，它们不断扩张的根系很可能激活微生物碳的生产四倍，可能会引发地面进一步融化。
未来的研究应该专注于这些难以发现的机制。 进一步的研究还可能考虑甲烷储存，这是一种更有效的温室气体，被困在永久冻土中，也可能受到微生物活动变化的影响。
我们脚下隐藏的未知数确实令人恐惧。
该研究发表于自然通讯。
