科学家在阿拉斯加旱地发现了意想不到的甲烷排放，这表明这些地区可能对气候变化有重大影响，这与之前的模型相反。

当凯特·沃尔特·安东尼听说费尔班克斯居民的草坪下有甲烷（一种强效温室气体）的谣言时，他几乎不相信。

他说：“多年来，我一直忽视它，因为我想，‘我是湖沼学家，湖泊里有甲烷。’”

但当一位当地记者联系到阿拉斯加费尔班克斯大学北方工程研究所的研究教授沃尔特·安东尼（Walter Anthony），要求他检查附近高尔夫球场的水床状地面时，他开始注意。与费尔班克斯的其他人一样，他们点燃了“草皮泡沫”，证实了甲烷气体的存在。

然后，当沃尔特·安东尼观察附近的地点时，他震惊地发现甲烷不仅仅来自草原。“我穿过森林，桦树和云杉树，有甲烷气体从地下涌出，形成巨大而强烈的溪流，”他说。

“我们只需要进一步研究，”沃尔特·安东尼说。

在美国国家科学基金会的资助下，他和同事们对阿拉斯加内陆和北极地区的旱地生态系统进行了全面调查，以确定这是一次性的奇怪现象，还是不可预见的担忧。

他们的研究发表在今年7月的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上，报告称，在有记录的北部陆地生态系统中，高地景观释放的甲烷排放量是最高的。更重要的是，甲烷中含有的碳比研究人员之前从高地环境中发现的要早几千年。

“这与任何人对甲烷的看法完全不同，”沃尔特·安东尼说。

由于甲烷的威力是二氧化碳的25到34倍，这一发现引发了人们对永久冻土融化可能加速全球气候变化的新担忧。

这些发现挑战了目前的气候模型，这些模型预测，随着北极变暖，这些环境将成为一个微不足道的甲烷来源，甚至是一个汇。

通常，甲烷的排放与湿地有关，在湿地中，饱和水土壤中的低氧水平有利于产生甲烷的微生物。然而，在研究中排水良好、干燥的地点，甲烷排放量在某些情况下高于湿地的排放量。

冬季的排放量尤其如此，一些地点的排放量比北部湿地的排放量高出五倍。

挖掘源头

“我需要向自己和其他人证明，这不是高尔夫球场的事情，”沃尔特·安东尼说。

他和同事们在阿拉斯加的干旱高地森林、草原和苔原上确定了25个额外的地点，并在三年内全年测量了1200多个地点的甲烷通量。这些地点包括土壤中淤泥和冰含量高的地区，以及被称为热岩溶土丘的永久冻土融化的迹象，在那里，地面冰的融化导致部分土地下沉。这就留下了一个像“蛋盒”一样的圆锥形山丘和下沉的战壕。

研究人员发现，除了三个地点外，其他地点都在排放甲烷。该研究团队包括UAF北极生物研究所和地球物理研究所的科学家，他们将通量测量与一系列研究技术相结合，包括放射性碳测年、地球物理测量、微生物遗传学和直接钻入土壤。

他们发现，被称为“塔利克”的独特地层可能是甲烷释放增加的原因，在那里，深而广阔的埋藏土壤袋全年保持未冻结状态。这些温暖的冬季避风港使土壤微生物在通常不会导致碳排放的季节保持活跃，分解和呼吸碳。

沃尔特·安东尼说，高地塔利克一直是科学家们关注的新问题，因为它们有可能增加永久冻土的碳排放。“但每个人都在考虑相关的二氧化碳释放，而不是甲烷，”她说。

研究小组强调，在拥有更新世Yedoma沉积物的地点，甲烷排放量特别高。这些土壤含有大量的碳储量，延伸到地表以下数十米。沃尔特·安东尼怀疑，它们的高淤泥含量阻止了氧气到达深度融化的土壤中，而这反过来又有利于产生甲烷的微生物。

沃尔特·安东尼说，正是这些富含碳的矿床使他们的新发现成为全球关注的焦点。尽管Yedoma土壤只覆盖了永久冻土区的3%，但它们含有北部永久冻土区总碳储量的25%以上。

研究还通过遥感和数值模拟发现，热岩溶土丘正在泛北极Yedoma域发育。预计到22世纪，随着北极持续变暖，它们的“塔利克”将广泛形成。

沃尔特·安东尼说：“只要有Yedoma高地，就会有大量的甲烷，尤其是在冬天。这意味着，本世纪永久冻土的碳反馈将比任何人想象的要大得多。”

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