北极陷入“热喀斯特坍塌”

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在北极地区，每年春季的融雪将土地中大量的富碳土壤冲进淡水和海水中。北卡罗来纳大学教堂山分校的环境科学家罗斯・科里说：“研究全球变暖的科学家们对此特别关注，因为融化的永久冻土所释放的大部分碳在水中被细菌氧化为二氧化碳，并最终释放到大气中。

近年来，随着融化的进展，整个北极冻土带出现了巨大的洞穴和塌方。在永久冻土带，冰起到了固土的作用，当冰融化之后，土地表面就会坍塌，这样所形成的地貌被称为“热喀斯特坍塌”现象。

与永久冻土自上而下的缓慢融化有所不同，热喀斯特坍塌会快速地迸发出大量的富碳有机物，冰融化而形成的溪水在土壤中冲出深深的渠道，并将富碳有机物带到河流和海洋中。

科里及其研究小组从阿拉斯加州七个热喀斯特坍塌处流入附近湖泊和小河的水流中采集了样品。他们分析了样品中的有色可溶性有机物，这种有机物中含有植物聚合物（如木质素）分解而形成的吸光分子。“我们大致的想法是：有机物中的碳距离陆源越近，所含的颜料就越多。”科里说。在处理六个地点的样品时，研究小组还利用紫外线照射了样品，模仿了阳光带来的影响。

让研究人员吃惊的是，他们发现，从热喀斯特坍塌处采集的样品中，有色可溶性有机物含量比参考地点样品中的更少。研究小组在《美国国家科学院院刊》上报道说：分析表明，热喀斯特坍塌处暴露出来的较深层土壤中的碳，跟来自永久冻土最上层――融冻层的碳大不一样。研究人员还发现，较深层土壤中的碳比融冻层中的碳更容易降解为二氧化碳，较深层土壤中的碳在光化学及生物化学可降解性上要高出大约40%。

“这意味着来自这些地点的碳比永久冻土中融冻层排出的碳具有更高的活性”科里说，“因此，可能存在这样的情况：较深层土壤中储存的大量的碳可能是导致气候变暖的重要因素。”

现在，研究小组正在更大范围研究他们的发现。但是，在有关热喀斯特的资料仍然很少的情况下，要想知道这种影响到底有多大是一种挑战。在一些地区，包括阿拉斯加的部分地区以及西伯利亚的一些地区，科学家们已经开始对热喀斯特现象进行更加彻底的分析。

曾铁/文

内容来源：美国《科学》杂志网站