中国科学家揭示海洋硫酸盐对全球气候的“化学开关”作用

新华社广州9月25日电（记者马晓澄）近日，中国科学院广州地球化学研究所的科学家团队在国际学术期刊《自然·地球科学》上发表了一篇引人注目的论文，揭示了海洋硫酸盐浓度的微妙变化如何像一个“化学开关”般影响海底甲烷的消耗方式，从而对全球气候产生重大影响。

研究指出，随着现代北极海洋快速变暖和淡化，这种“开关”可能再次被激活，值得全球科学界密切关注。研究团队由中国科学院广州地球化学研究所与国际合作团队共同完成，研究人员强调，5600万年前地球曾经历的超级变暖事件与当前气候变化有诸多相似之处，尤其是北极海洋在其中的角色一直是未解之谜。

甲烷的角色与海洋硫酸盐的影响

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，海底储藏着大量以水合物形式存在的甲烷。科学家们过去担心这些甲烷一旦释放，会直接进入大气加剧全球变暖。然而，近年来的研究发现，绝大部分海底释放的甲烷会在海水中快速溶解，并被微生物“消化”，很少直接进入大气。

中国科学院广州地球化学研究所的研究员张一歌形象地将这一过程比作“慢燃发电厂”，其中微生物以硫酸盐作为“燃料”高效转化甲烷，同时产生碱性物质，缓解海洋酸化。

5600万年前，北极海水硫酸盐浓度不到现在的三分之一。由于硫酸盐严重不足，微生物无法正常“工作”，甲烷只能进入海水。这时，好氧细菌开始“快速燃烧”甲烷，释放二氧化碳，犹如高温燃烧释放大量废气。

研究团队基于北极海洋浮游植物“分子化石”重建的二氧化碳浓度显示，5600万年前北极海洋的二氧化碳浓度水平比全球平均值高，说明北极海洋从原本吸收二氧化碳的“海绵”变成了排放二氧化碳的“烟囱”。

研究人员警告称，当北极海水变淡、化学环境改变时，可能重演5600万年前的故事，即甲烷从高效利用转向快速燃烧，并加剧气候变化。这一发现为全球气候变化的研究提供了新的视角，强调了监测和理解海洋化学变化的重要性。

随着全球变暖的加剧，科学界对北极地区的变化给予了前所未有的关注。未来，如何有效监测和应对这些潜在的“化学开关”将成为气候科学的重要研究方向。

该研究不仅为理解过去的气候变化提供了新的线索，也为当前和未来的气候政策制定提供了科学依据。全球科学界需要继续合作，深入研究海洋化学与气候变化之间的复杂关系，以便更好地应对未来的环境挑战。