北极火灾释放出千年古碳中国科学报

近年来北极多地频发的野火，对全球变暖的助推作用远超当前预估。以往学界普遍认为，野火燃烧的大多是近期新生植被；而一项针对北极及北方林区土壤岩芯的研究证实，这类火灾正在引燃土壤中封存长达5000年之久的古老碳汇。

2025年，加拿大曼尼托巴省的森林野火肆虐。图片来源：Anadolu

芬兰气象局研究员Meri Ruppel表示：“深层封存碳原本被视为碳汇，土壤燃烧会将其大量释放出来。”目前，各类气候模型均尚未纳入这类远古碳的排放数据。

北极气候严寒，植物生长缓慢，动植物残体长期以泥炭等形式在土壤中不断堆积，历经数百年乃至数千年持续累积。这使得北极及周边北方林区土壤长期扮演碳汇角色，持续吸收大气中的二氧化碳。

如今北极地区火灾规模不断扩大、发生频次持续攀升，这一平衡格局正在被打破。为探明实际情况，Ruppel团队在多处近期过火区域采集土壤岩芯样本开展研究。

样本分析显示，在多数区域，地表植被快速燃烧后，会引燃土壤深层的老旧有机质并发生阴燃，进而释放大量黑碳与二氧化碳。黑碳能够吸收太阳热能，直接加剧大气升温。此外，在寒冷地区，黑碳沉降至冰雪表面会使其颜色加深、吸热变强，从而加速冰雪非正常消融。

近日，Ruppel在于奥地利维也纳举办的欧洲地球科学联盟会议上指出：“受土壤有机质厚度、火灾燃烧深度差异的影响，不同环境下燃烧释放的碳元素年代各不相同。这种现象在意料之中。”

越靠近北极腹地，远古碳的外泄风险越高，这是因为北极土壤层更薄，有机质大多富集于浅层地表。在加拿大西北地区，野火可向下燃烧几厘米土层，释放封存约400年的碳。格陵兰岛的火灾平均燃烧深度达10厘米，释放距今560年的碳；部分区域深度达15厘米，释放千年古碳。在加拿大魁北克省北方针叶林，部分火灾甚至释放出5000年前封存的碳，不过这类情况尚不普遍。

当下最核心的难题是精准测算野火究竟释放了多少远古碳。Ruppel坦言，这项研究仅是开端，还需开展大量工作才能摸清实际排放量。

英国雷丁大学的Sandy Harrison评价道：“这项研究提出的观点极具警示意义。高纬度土壤与泥炭层中储存着巨量古老碳物质。如今火灾模式发生改变，表层土壤与泥炭湿地接连遭到焚烧，沉睡已久的古碳势必大量外泄。”