这是2023年7月25日从“雪龙2”号极地科考破冰船拍摄的北极圈内的浮冰。新华社记者 魏弘毅 摄

中国科学家于北京时间25日在国际学术期刊《自然·地球科学》发表的论文显示，海洋硫酸盐浓度的微妙变化，能够改变海底甲烷的消耗方式，就像一个控制全球气候的“化学开关”。随着现代北极海洋快速变暖和淡化，类似的开关可能被再次激活，需要密切关注。

该研究由中国科学院广州地球化学研究所与国际合作团队完成。研究人员表示，在5600万年前的超级变暖事件中，地球经历了极端的全球变暖和海洋酸化。由于该事件与当前气候变化存在诸多相似，一直备受科学界关注。然而，其背后的碳循环机制，特别是北极海洋发挥的作用始终是未解之谜。

据介绍，甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，而大量的甲烷以水合物“可燃冰”形式储藏在海底。以往科学家担忧海底甲烷释放后会大量进入大气，直接加剧全球变暖。但近年研究发现，当前绝大部分海底释放的甲烷都会快速溶解在海水中，然后被各种微生物“消化”掉，很少能直接进入大气。

中国科学院广州地球化学研究所研究员张一歌表示，这个过程就像“慢燃发电厂”，即微生物以硫酸盐作为“燃料”，高效转化甲烷能源，同时产生碱性物质，缓解海洋酸化。而5600万年前，北极海水硫酸盐浓度不到现在的三分之一。因为硫酸盐严重不足，就像燃料短缺一样，发电厂无法正常工作，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，就像高温燃烧释放大量废气一样。

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，这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”。

研究人员表示，该研究提醒，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，需要密切关注。