像雪花一样独特:科学家揭示没有两座冰川是相同的

2025-04-22
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门登霍尔冰川位于阿拉斯加东南部,是博士后学者 Amy Holt 研究的采样点之一。冰川长超过 13 英里,是访问朱诺的人们的热门旅游目的地。

冰川携带着反映地理和污染的独特有机碳指纹,影响着下游的生态系统。

佛罗里达州立大学的研究人员为首次关于冰川有机碳的全球研究做出了贡献,揭示了没有两个冰川是相同的——就像帮助形成它们的雪花一样。

该研究小组包括来自地球、海洋和大气科学系的博士后学者 Amy Holt 和 Robert Spencer 教授,他们检查了六大洲 11 个地区的 136 个山地冰川融水中有机碳的分子组成。他们发现,每个冰川区域都有不同的有机碳分布。他们还发现,附近的人类活动会影响释放到河流中的碳类型,从而影响碳在周围水生生态系统中的行为。研究结果发表在美国地球物理联盟(American Geophysical Union)的期刊《全球生物地球化学循环》(Global Biogeochemical Cycles)上。

图中吉尔吉斯斯坦的河流是博士后学者 Amy Holt 和她的国际研究团队采样的 136 个冰川融水来源之一。列宁峰是一座海拔近 4.5 英里的山峰,可以在背景中看到。


霍尔特说:“这项工作发现冰川确实是多种多样的,它们在碳循环或地球的持续碳循环中可能发挥着不同的作用。“冰川和山地生态系统正在经历气候变化的一些最极端的影响。它激励我知道,我的研究有助于我们理解这些环境在未来如何变化。


高山冰川和气候影响

在高山地区发现的高山冰川比格陵兰岛和南极洲的巨大冰盖小得多。这项研究强调了地理位置如何影响冰川中储存的碳类型以及冰川融化时释放的碳类型。了解这一过程可以提高我们对冰川融水如何影响下游生态系统的了解,这对全球渔业的健康至关重要。

研究人员记录了在极端天气下数小时的艰苦高海拔徒步旅行,以在源头收集冰川融水样本。霍尔特访问了北美阿拉斯加、南美洲厄瓜多尔和中亚吉尔吉斯斯坦的大约 40 个冰川遗址。其余站点位于欧洲阿尔卑斯山、智利、格陵兰岛、尼泊尔、新西兰、挪威、俄罗斯和乌干达。除了 FSU 之外,这个由 12 名科学家组成的团队的成员也来自瑞士洛桑联邦技术研究所和阿拉斯加东南大学。

                                 列宁峰是博士后学者艾米·霍尔特 (Amy Holt) 采样的冰川遗址之一,是吉尔吉斯斯坦一座 23,406 英尺高的山峰


“许多人认为冰川是恶劣的惰性环境,但令人惊讶的是,它们的有机碳库真的很复杂和多样,”霍尔特说,她在 Spencer 的指导下于 2024 年 5 月在 FSU 完成了环境科学博士学位。“这些微小的有机碳化合物有助于形成水生食物网的基础,因为它们可以成为微生物的能量来源,微生物在呼吸时将碳释放回大气中。”

碳来源和人类影响

冰川从各种来源接收有机碳,例如冰川表面的微生物活动,以及土壤和化石燃料燃烧产生的风沉积碳,这些碳覆盖在冰川上的工业副产品中。随着冰川融化(气候变化加剧了这一过程),储存在冰内和冰上的碳被释放到下游生态系统中。

“全球范围内关于冰川有机物的来源一直存在巨大争论,”霍尔特说。“过去在不同冰川地区的研究表明,冰川有机碳可能主要来自表面的微生物,而其他人则认为它反映了化石燃料燃烧副产品和最近的人类活动。这项研究调和了这些相互竞争的观点,表明冰川有机物在区域上是不同的,并且来自两个来源。

                                                                                 地球、海洋和大气科学系博士后学者 Amy Holt。

阿拉斯加和尼泊尔(世界最高峰珠穆朗玛峰的所在地)等具有工业活动历史的地区,与微生物活动相比,化石燃料燃烧产生的碳的相对贡献更高。相比之下,例如,来自格陵兰岛和新西兰偏远地区的样本,这些地区的工业影响较小,主要由冰川生态系统中的微生物产生的含碳物质组成。

“在短期内,冰川融水中输出的材料可能成为生物可利用碳的来源,供下游环境中的生物快速利用,”斯宾塞说。“从长远来看,由于冰的流失,许多冰川会减少、收缩并最终消失。这里对包括生产性渔业在内的接收水域有重要影响,因为碳来源和成分的变化可能会影响这些生态系统的健康和生产力。



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