科学家揭示南极冰间湖是高效“碳捕手”

来源：光明日报

南极冰间湖——这片被南极海冰包围的神秘、无冰水域，正扮演着远超其面积的碳封存关键角色。北京大学城市与环境学院王学军教授、刘茂甸研究员领衔的国际研究团队发现，这些冰间湖是南大洋中被长期忽视的“超级碳汇”，而全球变暖正在显著增强其碳储存能力。相关成果日前发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。

研究团队通过分析271个沉积物样本和86个岩芯的高分辨率记录，构建了迄今为止最完整的南极沿岸冰间湖沉积物数据库，并量化了其碳储存效率。研究发现，尽管南极沿岸冰间湖的总面积仅占南大洋约3%，却贡献了南大洋现代沉积物有机碳埋藏总量的约42%。其单位面积的碳埋藏速率分别是南大洋其他大陆架区域和深海的近8倍和90倍。其中，普里兹湾、龙尼和罗斯三大冰间湖系统的表现尤为突出，它们仅占南大洋总面积的约1%，碳储存量却占到整个南大洋的13%。“这就像发现了一些虽然面积不大，但工作效率极高的‘超级工厂’。”王学军比喻道，“它们是名副其实的碳封存热点。”

“更关键的是研究发现了气候变化与冰间湖碳汇功能之间的紧密联系。”刘茂甸表示，在过去12000年间，随着全球气候变暖，南极沿岸冰间湖的碳储存能力增强了9倍，沉积物中的有机碳含量也增加了4倍。其机制在于，一方面，气候变暖延长了冰间湖的无冰期、扩大了开阔水域，促进了浮游植物的生长；另一方面，气候变暖导致的冰架融化不仅提供了营养物质，其释放的细微颗粒还能与有机碳结合，形成保护层，使有机碳在沉降过程中更不易被分解，从而被高效埋藏。

“这是一个有趣的发现。在南极冰间湖这个特殊环境中，气候变暖反而激活了一个强大的自然碳储存机制，这在一定程度上能够形成应对气候变暖的负反馈。”团队成员周诚真表示，此前的气候模型几乎都忽略了这一重要碳汇过程，本研究为下一代地球系统模型更准确模拟南大洋碳循环提供了关键支撑。

王学军也指出，未来冰间湖的碳储存功能仍面临不稳定性。例如，气候变暖导致的海冰消失、淡水输入增加，可能会影响水体垂直交换，反而抑制碳的储存。“尽管南极冰间湖的碳储存能力在增强，但仅靠自然过程还不足以抵消人类活动产生的二氧化碳排放。因此，积极减少温室气体排放，仍是应对气候变化的根本之道。”