随着土壤变暖,它会泄漏碳,一项新的研究表明,更高的温度可能会释放出比我们想象的更多的碳,这可能会形成一个危险的反馈循环,导致地球变得越来越热。
这是基于 26 年前在马萨诸塞州阔叶林中进行的实验,研究人员一直在人工加热土壤的某些部分以观察效果。
来自马萨诸塞州海洋生物实验室(MBL)、马萨诸塞大学和新罕布什尔大学的研究小组表示,气温上升会导致一个两阶段循环,其中碳排放量在几年内增加然后趋于稳定——这可能是由于土壤微生物造成的适应较温暖的条件。
调整后,碳排放水平再次开始上升。人们担心的是,土壤变暖会导致大气变暖,进而使地面升温,导致我们无法控制的气温持续上升。
哈佛森林的研究人员。图片来源:马萨诸塞大学
“这种自我强化的反馈可能是土壤的全球现象,一旦开始,可能很难关闭,”团队成员之一、MBL 的杰里·梅利洛 (Jerry Melillo) 告诉梅根·巴特尔斯 (Meghan Bartels)新闻周刊。
“我认为这部分问题发人深省。”
科学家们承认,关于土壤微生物以及它们如何释放碳,他们还有很多东西需要了解,因此像这样的长期详细研究对于理解正在发生的过程至关重要。
早在 1991 年,类似于用于防止运动场结冰的加热线圈就被埋在地下约 10 厘米(3.9 英寸)处。哈佛森林,使森林土壤表面的某些部分比对照地块温度高 5°C (9°F)。
从那时起,加热的土地已经损失了17%的碳储存在表层60厘米(23.6英寸)的土壤中,那里储存着大部分有机物。 1991-2000 年和 2018-2013 年两次,较温暖土壤的碳损失速度超过了对照地块的碳损失速度。
在这些时期之间,加热区域和未加热区域的碳释放水平相似:科学家认为,这种循环是由于微生物数量增加而引起的,它们以难以消化的有机物为食,例如木质素在植物中,从而排出更多的碳。
加热斑块的鸟瞰图。图片来源:奥黛丽·巴克-普洛特金
研究人员表示,当食物耗尽时,微生物会适应并重组,从而导致碳释放暂停。 2014年以来,加热地块的碳排放量再次下降,监测至今仍在继续。
“如果由于温暖土壤中的微生物活动而将大量土壤碳添加到大气中,这将加速全球变暖过程,”梅利洛说。 “一旦这种自我强化的反馈开始,就没有简单的方法可以将其关闭。没有可以翻转的开关。”
正如团队所指出的,每年我们都会抽水约100亿吨碳主要通过燃烧化石燃料进入大气。据认为,世界土壤中储存了大约 3.5 万亿吨。
其中很大一部分储存在北极的大冻土池中——那里的碳很容易分解,而且我们知道两极的温度是。
将碳锁在土壤中不仅意味着它不会进入大气,还可以通过保持水分和帮助植物生长来帮助土壤保持健康。
瑞典隆德大学的丹尼尔·梅特卡夫(Daniel Metcalfe)表示:“如果这些发现在主要陆地生态系统中得到更广泛的应用,那么在全球变暖的情况下,全球土壤碳储存的很大一部分可能会比以前想象的更容易分解和释放二氧化碳。”告诉菲奥娜·哈维卫报。
就在上周一项单独的研究警告说,由于广泛的森林砍伐,森林释放的碳多于其储存的碳。现在,我们可以通过增加土壤变暖来提高这些林区的碳含量。
我们从这项漫长的研究中得到的唯一鼓励是,我们一直在了解更多关于碳循环和各种自然现象的知识。临界点可能会影响地球整体温度的上升。
通过更好地了解微生物过程的工作原理,有一些证据我们可以管理脚下的土壤来捕获二氧化碳并减缓全球变暖的速度——但还需要进行更多的研究,并且我们的时间不多了。
“未来是更加温暖的未来”梅利洛说。 “问题是变暖了多少。”
该研究发表于科学。