北半球大约15%的陆地覆盖着永久冻土。这东西正在因为人为气候变暖而融化,而它一融化,就会把储存的碳释放到大气里,让变暖变得更严重——一个经典的恶性循环。科学家们争论了好些年:这个过程到底能有多快?冻土里到底会吐出多少碳?3月有一项新研究给出的答案,比过去的估算要糟糕不少。

先看一个数字。根据美国国家海洋和大气管理局的数据,北半球永久冻土储存的碳量,大约是当前大气中已有碳量的两倍。几千年来,这片冻土一直是个靠谱的碳“汇”——死掉的植物和动物遗体被冻在土里,碳就这么被锁住了。但现在因为升温,北方冻土可能很快就会从一个存碳的角色,变成一个排碳大户。

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新研究的作者们估算,这个角色转换的临界点,可能在2100年之前就会到来——比早先模型推演的时间更早。

关键在于深层土壤。过去大多数预测模型都盯着靠近地表冻土层,因为大部分碳确实储存在那里。但这次的研究把更深层的土壤也纳入了考量。论文第一作者、法国气候与环境科学实验室的博士后Yi Xi解释说,他们研究的是深度超过三米(约10英尺)的土壤。结果表明,这些深层土壤很可能是一个被忽视的碳来源。

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“在我们的模型里,我们重建了三米以下土壤碳的累积历史,”Xi说,比如全新世时期形成的泥炭地。接着,她和合作者套用了联合国政府间气候变化专门委员会预测的几种全球变暖情景,发现如果全球气温不降下来,到本世纪末之前,正在融化的北方冻土释放的碳,将远多于此前预期。

阿尔伯塔大学研究北美永久冻土的副教授Alberto Reyes评价说,深层永久冻土在地球系统模型里一直是个被低估的组成部分,所以看到这次模拟研究对这种重要的碳库做了更明确的处理,是个很好的进展。Reyes本人没有参与这项研究。他还补充说,在科学界努力评估永久冻土的命运,以及更新世气候变暖期间相关气候反馈的过程中,这项研究补上了一个重要的模型缺口。