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被忽視的溫室氣體排放：甲烷正從北極湖泊中釋放
阿拉斯加科學家凱蒂·華特研究的題目在氣候變化領域中基本上是被忽視的：甲烷排放。 阿拉斯加科學家凱蒂·華特研究的題目在氣候變化領域中基本上是被忽視的：甲烷排放。 甲烷是一種溫室氣體，其溫室效應是二氧化碳的23倍多，能吸收更多的熱量。因此，甲烷會加劇全球暖化的進程。 解凍產生更多的甲烷 隨著全球氣溫的升高，永凍層解凍。地面上大塊的冰融化後留下的窪地形成池塘和湖泊。在池塘和湖泊的底部，細菌以先前被凍結地下的碳為食而排放出甲烷。 因為尚未有對湖泊甲烷排放的詳細研究，科學家們擔心，未來全球變暖的情況可能遠比目前的估計更糟。 在費爾班克斯阿拉斯加大學任教的華特說，在遙遠的北方阿拉斯加、西伯利亞，還有其它地方的湖泊正在釋放甲烷，其釋放速度遠超過了我們的估計。 童年對湖泊的熱愛 作為測算湖泊甲烷釋放量的先驅者之一， 31歲的華特非常熱愛她的工作。 華特是所謂的湖泊學家limnologist──由希臘文limne(湖)而來。她對湖泊的熱愛可以追溯到她在俄勒岡州和內華達州的童年，以及她與家人在內華達山脈的徒步旅行。 她的父親和祖父會問她當地巨大的花崗岩石是如何被整齊地一分為二。 “這是石頭裡的冰起的作用，水凍成冰時會膨脹，膨脹力之大足以使這些岩石裂開──這有些諷刺意味，因為我現在正在北極研究同一過程：水在凍結和解凍的狀態中的力量”，華特說：“我記得我從這些問題中得到啟發。” 華特在蒙特霍約克女子大學主修生物地球化學，以測量甲烷在北西伯利亞湖泊排放的研究獲得博士學位。 個人目標與研究的平衡 上個月，華特考察了美國最北端的社區：位於北冰洋，北極圈以北340英里的阿拉斯加的巴羅。在那裡，她從一個湖底噴發出的間歇泉噴氣中收集到了更多的甲烷樣本。 華特對工作的熱情頗具感染力，近年有許多令人興奮的研究機會，但是她知道有得必有失，她想了很多關於事業和擁有家庭間的平衡問題。 她說：“我想很多女性為家庭而放棄科學研究，我也常聽到一些女性說，你可以做好這三個角色中的兩個：科學家，母親，妻子，但很少有人說，很容易做好所有這三個角色”。 暫時，華特還將會經常回到西伯利亞去進行為期幾個月的湖泊研究。 “我想真正令人興奮的是，湖水將會變冷，會翻滾，不管你在不在那兒，反正天然氣將冒出來”，華特說：“因此，能夠在那裡，觀察它，並弄清這是怎麼回事，這是個重要的機會”。 美國國家大眾電臺阿特西爾弗曼報導，摘譯自：美國國家大眾電臺(NPR) 翻譯：Jennifer Wang 費爾班克斯阿拉斯加大學的研究者凱蒂·華特說，大氣中的甲烷有87%來自於北極湖泊的甲烷(沼氣)氣泡。她是這篇文章的主要作者，文章發表在科學雜誌(2007年)10月26日出版的刊物上。她的發現能夠幫助科學家理解當前的暖化可能影響大氣層中的甲烷含量，而甲烷曾被認為會導致氣候變化。“這不僅僅是將要繼續發生的事，它是現在正在發生的事，是一個氣候變暖的正向回饋，”華特說，“我們估計將來會有10倍於今天大氣中的甲烷氣體從這些湖中釋放出來。釋放的時間不確定，如果氣候變暖如預期的那樣繼續發展下去，可能會在幾百年到幾千年的時間範圍內。” 格陵蘭島和南極的冰核顯示在全新世早期──約14000年到11500年以前──大氣中的甲烷含量明顯升高，華特說。“他們發現從那時起在地球北部出現了未知的甲烷源頭。” 之前的假設認為甲烷來自水合物或濕地，而這個研究則指出甲烷氣泡來自熱喀斯特湖，當凍土快速融化時，這裡會成為甲烷的一個主要來源。 華特的研究集中在西伯利亞和阿拉斯加，這裡在最後一次冰川期，曾經是儲存有大量冰雪的永凍土，上面是乾燥的草地。在氣候變暖時，華特說，永凍土融化了，形成了熱喀斯特湖。 “湖泊很快在這個永凍土地區形成了，釋放出大量的甲烷，”她說。 在周圍的永凍土和湖底，由於解凍，釋放出了有機物──死亡了的植物和動物──它們進入湖底變成細菌的食物，然後產生出甲烷。 華特說：“所有這些物質中的碳元素在上千年的時間裡被轉化成了潛在的溫室氣體：甲烷和二氧化碳，”華特在論文中推斷，在全新紀早期，有33%到87%的新增甲烷來自這些湖泊。 為驗證這個判斷，華特和她的同事們實地考察了西伯利亞和阿拉斯加北部，研究這裡正在釋放甲烷的湖泊。另外，他們收集了凍土的標本，在實驗室中進行解凍試驗，研究永凍土被解凍時會立即釋放出多少甲烷。 “我們發現解凍時會很快釋放很多甲烷，”她說。 最後，她和其他研究者研究了現存湖泊和以前的湖泊是何時形成的，發現這些湖泊的形成時期與全新紀早期甲烷高發期的時間一致。 “我們又有了新的假說，”她說。“熱喀斯特湖的形成過程是今天大氣中甲烷的一個來源，同時它也是全新紀早期地球變暖的重要原因。這說明在將來可能還有大量的甲烷從這些湖泊中釋放並導致全球變暖。” 這篇論文的共同作者包括南安普敦大學和費爾班克斯阿拉斯加大學自然科學和數學院的馬麗·愛德華茲、費爾班克斯阿拉斯加大學地球物理系的蓋德·格羅斯、俄羅斯科學院的瑟蓋·茲莫夫、費爾班克斯阿拉斯加大學北極生物學系的特裡·查彬。該論文得到了國家科學基金會、環保協會和美國宇航局的資助。 大眾科學 翻譯：金志成 翻譯：Jennifer Wang，金志成 
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