芬兰气象研究所的Meri Ruppel上周在维也纳欧洲地球科学联盟会议上展示了一组令人不安的数据:北极地区的野火正在燃烧地下数米深的土壤,释放出封存时间从400年到5000年不等的古老碳。这项研究直接挑战了现有气候模型的基本假设——它们一直认为北极火灾燃烧的主要是近年生长的植被。

Ruppel团队从北极及北方森林多个火灾区域采集了土壤岩芯。结果显示,地表植被的快速燃烧会引燃深层有机物的阴燃,这种缓慢燃烧过程释放大量黑碳和二氧化碳。黑碳吸收太阳热量直接加热大气,在寒冷地区还会沉降在冰雪表面,加速融化。

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不同地区的燃烧深度差异显著。加拿大西北地区火灾烧入土壤数厘米,释放约400年前的碳;格陵兰平均烧深10厘米,释放560年前的碳,局部达15厘米深、1000年前的碳;加拿大魁北克北方森林个别地点甚至烧出了5000年前的碳——尽管Ruppel强调这并非普遍现象。风险随纬度升高而增加,因为北极土壤更浅,有机质堆积更接近地表。

关键问题在于总量。目前气候模型未将这部分古老碳释放纳入计算,而Ruppel明确表示这项工作只是开始,具体规模仍需大量后续研究。布里斯托大学Sandy Harrison评价称,这一发现"提出了人们需要了解的重要观点"。

北极土壤本是碳汇——寒冷条件下植物残体以泥炭等形式缓慢积累,历经数百年至数千年。但火灾频率和规模的上升正在逆转这一功能。当5000年的碳库开始燃烧,气候反馈循环的复杂性远超现有模型的简化假设。