華盛頓州立大學的一名研究人員發(fā)現(xiàn),土壤中四分之一的碳與礦物質(zhì)結(jié)合,它可以到達地表以下六英尺的地方。這一發(fā)現(xiàn)為處理這一元素開辟了一種新的可能性,因為它繼續(xù)使地球大氣層變暖。
一個問題是:大部分碳集中在世界上潮濕的森林中,隨著全球氣溫持續(xù)上升,它們不會被孤立。
馬克克萊默是WSU溫哥華的環(huán)境化學副教授,他使用來自世界各地土壤的新數(shù)據(jù)來描述水如何溶解有機碳,并滲透到土壤中與礦物質(zhì)進行物理和化學結(jié)合。加州大學圣巴巴拉分校的土壤科學家克萊默和奧利弗查德威克估計,這條路徑保留了大約6000億噸(或千兆噸)的碳。自工業(yè)革命爆發(fā)以來,這是添加到大氣中的碳的兩倍多。
科學家們?nèi)匀恍枰业揭环N方法來利用這一發(fā)現(xiàn),并將大氣中的一些額外碳釋放到地下,但克雷默說,土壤可以很容易地保留更多的碳。他說,對于初學者來說,對這條路徑的新理解是我們理解碳是如何進入地面并停留在那里的“重大突破”。
“我們對地球的土壤知之甚少,對火星表面所知甚少,”克萊默說,他的工作發(fā)表在《自然氣候變化》雜志上?!霸谖覀冮_始考慮將碳儲存在地下之前,我們需要真正了解它是如何實現(xiàn)的,以及是否有可能保持這種狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)凸顯了我們認識上的重大突破?!?
這項研究是對土壤溶解有機碳和有助于儲存土壤的礦物質(zhì)的作用的首次全球評估??死啄治隽藖碜悦乐蕖⑿驴锒嗄醽?、尼西亞和歐洲的土壤和氣候數(shù)據(jù),并從國家科學基金會資助的國家生態(tài)觀測網(wǎng)絡(luò)中提取了超過65個采樣深度為6英尺的地點。
克雷默說:“這些數(shù)據(jù)表明,當你有一個國家生態(tài)觀測站時,你可以做什么樣的大科學。首先,他們要求研究人員為這種土壤碳積累方式建立一個全球范圍的地圖。
通過比較不同的生態(tài)系統(tǒng),克萊默發(fā)現(xiàn)潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境吸收更多的碳。在沙漠氣候中,降雨稀少,水分容易蒸發(fā),活性礦物保留的土壤有機碳含量低于6%。干燥的森林也好不到哪里去。但是潮濕森林中多達一半的總碳可以被活性礦物質(zhì)結(jié)合。
潮濕的森林往往更有生產(chǎn)力,有厚厚的有機物質(zhì)層,水從中吸收碳,并將其輸送到離地表6英尺的地方。
“這是我們知道的最持久的碳積累機制之一,”克萊默說。
然而,盡管氣候變化不太可能直接影響深部礦物的結(jié)合碳,但它會影響碳埋藏的方式。這是因為運輸系統(tǒng)依靠水從地表附近的根部、落葉和其他有機物質(zhì)中浸出碳,并滲透到土壤中,在那里它會附著在富含鐵和鋁的礦物質(zhì)上,渴望形成牢固的結(jié)合。
如果地表附近的溫度變暖,即使降雨量保持不變或增加,通過土壤的水流也會減少。蒸發(fā)和植物呼吸可能會損失更多的水分,從而減少用于長期儲存碳的水量。
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