从陆地流入海洋的碳是之前估计的两倍——每年9 - 19亿吨

从陆地到海洋的碳运输的新估计

显示河流、地下水和沿海生态系统碳从陆地到海洋的新估计的示意图。资料来源:权永贤(Eun Young Kwon)

每年有6 -9亿吨的碳以颗粒或溶解形式通过河流流入海洋。研究人员很早就知道,这并不代表从陆地到海洋的碳总量。但其余的主要贡献者是沿海生态系统,如富含碳的红树林,以及流入海洋的地下水,众所周知,很难测量。

发表在杂志上的一项新研究全球生物地球化学循环在韩国IBS气候物理中心(IBS Center for Climate Physics)项目负责人权恩永(Eun Young Kwon)博士的带领下,他们对全球碳循环中这一难以捉摸的组成部分做出了新的估计。这项研究利用了两种稳定碳同位素的存在,12C和13C,后者稍重一些,因为它的原子核里多了一个中子。这两种碳同位素的浓度比(简称13C)提供了一种通过碳循环的不同组成部分追踪碳的方法,包括大气、海洋、河流系统和生物圈。了解典型的13陆地生物圈和海岸植被的C值,我们现在可以追踪这个量是如何在海洋中被稀释的。这项研究的主要作者权博士说:“碳同位素值就像一种看不见的染料,告诉我们它来自哪里,以及最初释放了多少。”

利用海洋观测13C .加上对洋流的估计,权博士和她的国际团队能够计算出需要有多少碳来自陆地,才能解释海洋数据。计算过程有点复杂,因为碳也可以以沉积物的形式沉积在深海中,或者释放到大气中。此外,化石燃料的燃烧也改变了13大气中的碳,最终是海洋中的碳。

在考虑了这些影响之后,作者们感到惊讶的是:他们发现,从陆地到海洋的碳转移的数字要高得多,每年9 -19亿吨(见图)。每年约有3 -13亿吨的非河流碳输入主要发生在印度洋和太平洋沿岸。“这与地下水排放和沿海生态系统,也就是所谓的蓝碳,在全球碳循环中发挥着重要作用的观点是一致的,”权博士说。

一个尚未解决的问题是,是哪个海洋过程将溶解的碳从沿海地带带到了开阔的海洋中,在开阔的海洋中,有一部分碳又释放出气体回到大气中。“这个问题将在未来通过我们刚刚在我们的超级计算机Aleph上进行的一系列新的地球系统模型模拟来解决,”该研究的合著者、IBS气候物理中心主任阿克塞尔·蒂默曼(Axel Timmermann)说。

参考:E. Y. Kwon, T. DeVries, E. Galbraith, J. Hwang, G. Kim和A. Timmermann于2021年3月15日发表的《稳定的碳同位素表明全球海洋有大量陆地碳输入》全球生物地球化学循环
gb006684 DOI: 10.1029/2020

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