作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2026/5/18 15:26:30
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北极火灾释放出千年古碳

 

近年来北极多地频发的野火,对全球变暖的助推作用远超当前预估。以往学界普遍认为,野火燃烧的大多是近期新生植被;而一项针对北极及北方林区土壤岩芯的研究证实,这类火灾正在引燃土壤中封存长达5000年之久的古老碳

2025年,加拿大曼尼托巴省的森林野火肆虐。图片来源:Anadolu


芬兰气象局研究员Meri Ruppel表示:“深层封存碳原本被视为碳汇,土壤燃烧会将其大量释放出来。”目前,各类气候模型均尚未纳入这类远古碳的排放数据。

北极气候严寒,植物生长缓慢,动植物残体长期以泥炭等形式在土壤中不断堆积,历经数百年乃至数千年持续累积。这使得北极及周边北方林区土壤长期扮演碳汇角色,持续吸收大气中的二氧化碳。

如今北极地区火灾规模不断扩大、发生频次持续攀升,这一平衡格局正在被打破。为探明实际情况,Ruppel团队在多处近期过火区域采集土壤岩芯样本开展研究。

样本分析显示,在多数区域,地表植被快速燃烧后,会引燃土壤深层的老旧有机质并发生阴燃,进而释放大量黑碳与二氧化碳。黑碳能够吸收太阳热能,直接加剧大气升温。此外,在寒冷地区,黑碳沉降至冰雪表面会使其颜色加深、吸热变强,从而加速冰雪非正常消融。

近日,Ruppel在于奥地利维也纳举办的欧洲地球科学联盟会议上指出:“受土壤有机质厚度、火灾燃烧深度差异的影响,不同环境下燃烧释放的碳元素年代各不相同。这种现象在意料之中。”

越靠近北极腹地,远古碳的外泄风险越高,这是因为北极土壤层更薄,有机质大多富集于浅层地表。在加拿大西北地区,野火可向下燃烧几厘米土层,释放封存约400年的碳。格陵兰岛的火灾平均燃烧深度达10厘米,释放距今560年的碳;部分区域深度达15厘米,释放千年古碳。在加拿大魁北克省北方针叶林,部分火灾甚至释放出5000年前封存的碳,不过这类情况尚不普遍。

当下最核心的难题是精准测算野火究竟释放了多少远古碳。Ruppel坦言,这项研究仅是开端,还需开展大量工作才能摸清实际排放量。

英国雷丁大学的Sandy Harrison评价道:“这项研究提出的观点极具警示意义。高纬度土壤与泥炭层中储存着巨量古老碳物质。如今火灾模式发生改变,表层土壤与泥炭湿地接连遭到焚烧,沉睡已久的古碳势必大量外泄。”

 
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