南极罗斯冰架与维多利亚地间的零星冰间湖。张婉茹摄
南极冰盖边缘的海冰之间，散布着一个个大小不一的南极冰间湖。科研人员发现，这些看似不起眼的水域有着惊人的碳封存能力。
南大洋是全球重要的“碳储库”之一，吸收了大量人类排放到大气中的二氧化碳。吸收的碳去了哪里、能否被长期“锁住”，一直是科学界关注的焦点。
南极冰间湖，这类常年被海冰包围的水域，被视为能量与物质交换的“咽喉要道”，是研究碳循环的关键。然而，受限于极端环境与观测难度，冰间湖在深海碳封存中扮演的角色模糊不清。
北京大学研究团队联合国内外多个研究机构，系统收集并分析来自南极多个海域共86个沉积物柱样，构建了自1.2万年前至今的高分辨率碳埋藏记录，相关研究成果发表于国际期刊《美国国家科学院院刊》。研究揭示：在气候变暖背景下，仅占南大洋面积约3%的沿岸冰间湖，贡献了南大洋沉积物有机碳埋藏总量的约42%，并且其“吸碳”能力在过去1.2万年间因变暖增强了9倍。
展开剩余52%气候越变暖，冰间湖越“吸碳”，背后的原理是什么？
研究团队通过重建过去1.2万年的历史发现，气候变暖导致海冰覆盖减少，冰间湖开阔水域面积扩大和存在时间延长，如同为浮游植物打开了更多的生长空间。通过光合作用，这些微小的生物吸收溶解在水中的二氧化碳，在沉降过程中，其残骸和排泄物颗粒又因冰架融化提供的细颗粒物“搭便车”，形成更易下沉的聚合体，最终被输送并埋藏到海底沉积物中，完成了从大气到深海沉积物的碳封存。
分析发现，两条路径能增强碳吸收：一是直接刺激生物生产力；二是通过加剧冰架底部融化，释放更多利于碳吸附和保护的细小矿物颗粒。这意味着，在一定的变暖范围内，南极冰间湖系统可能扮演着地球气候系统的天然“缓冲器”，其不断增强的碳封存能力，能够部分抵消因人类活动导致的大气二氧化碳浓度上升。
据估算，在当前南极变暖速率约为全球平均水平2倍的情况下，到本世纪末，冰间湖的碳埋藏速率可能达到当前水平的近3倍。因此，要将冰间湖的面积变化、生物地球化学过程及其对变暖的反馈，纳入新一代地球系统模型，帮助准确地预测海洋吸碳能力和气候变化轨迹。
值得注意的是，过度变暖将导致支撑冰间湖的形成模式发生根本改变，或冰架大规模崩解。因此，认识到南极冰间湖等自然系统的调节能力，有助于我们更全面理解地球系统的复杂性，从而更坚定地走绿色发展之路。
（作者分别为北京大学城市与环境学院研究员、北京大学城市与环境学院博士研究生）
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