北冰洋甲烷「解封」 全球暖化恐達臨界點

汪中和 / 中央研究院研究員 2020/11/24 10:24 點閱 5017 次

2020年的北極圈真是遭逢多事之秋,一波未平,另波又起。首先該區的高溫熱浪從年初一直持續至今,成為今年地表溫度最高的區域;之後隨著9月北冰洋海冰的面積再度降到400萬公里以下,10月又創下史上結冰最晚、海冰面積最低的紀錄。

現在到了11月,又有科學研究團隊報告在俄羅斯北側的拉普捷夫海(Laptev Sea)深達350公尺處的海床,發現大量釋出的甲烷氣體,濃度(約1600毫微莫耳)是海洋和大氣處於平衡狀態時的400倍,引起科學界深切的關注。

北極圈甲烷逸散

其實早在十年前,美國與俄羅斯的研究團隊就曾在北冰洋東西伯利亞海域逾200萬平方公里的大陸斜坡上,勘查到高濃度的甲烷氣體以氣泡的方式浮出海面,直接進入大氣層,當時含量是正常情況下的4~8倍。如今又在隔鄰的拉普捷夫海域觀測到濃度更高的甲烷,顯示北極圈內的甲烷逸散到大氣中的速度,比科學家所預期的要快甚多。

在北極地區甲烷的儲藏處有二個,一個在大陸永凍層的沉積物裡面,另一個就是北冰洋海底的天然氣水合物,係由甲烷和水分子構成的結晶物,也是這次觀測到高濃度的主要來源。

甲烷是僅次於二氧化碳的第二大溫室氣體;從長期來看,捕捉熱能的潛力是二氧化碳的24倍。然而若縮短在20年的區間裡,甲烷的溫室效應卻是二氧化碳的80倍,因此北冰洋內的天然氣水合物被列為地球發生氣候突變最嚴重的情況之一。

海底永凍層消融

過去有關西伯利亞的研究,都集中關注由陸地永凍層所釋放出的甲烷氣體,因為科學家長期以來認為,北冰洋海底下的永凍層,由於有廣闊巨厚海冰的存在而相當穩定,可視作能封住天然氣水合物的不滲透屏障,因而沒有特別去注意。

近年來北冰洋的海冰由於暖化效應而快速消融,再加上溫暖的大西洋海流侵入北冰洋東部,造成原本非常穩定的天然氣水合物開始分解。因此由多國組成的研究團隊陸續的發現從北冰洋不同海域的大陸棚、大陸坡冒出前所未見的大量甲烷,正是全球暖化可預期的結果,也是一項可怕的警訊,清楚的指出我們正在喚醒長久以來一直在北冰洋底沉睡的巨人。

加速暖化進程

北冰洋的甲烷釋出範圍擴大,濃度又增高,可能觸發了一個氣候變化的惡性回饋機制,造成暖化的速率增快,致使極端的氣候變化更加失控的嚴重後果。

那麼,我們現在是否已經到達了地球環境的危險臨界點,面臨不可逆轉的災難性後果呢?許多氣候學家仍持著保留的態度,也認為北極圈甲烷的釋出對全球暖化的影響還需要進一步研究才能確認。但是關鍵的重點是,地球暖化已經開始擾動天然氣水合物的穩定系統,這個危險的擾動還將隨暖化的趨勢繼續延續下去。

簡單地說,北冰洋高濃度甲烷的出現,對地球未來造成的負面衝擊,並不是一個「是否」會發生的問題,而是一個何時發生的問題。無論如何,北冰洋甲烷的臨界點發生的速度越來越快,可以確定呈現爆炸性影響的時間並不遙遠,我們必須謹慎以對,並做好萬全的準備。