剛果盆地的兩座湖泊，正在釋放大量二氧化碳。更驚人的是，其中 40% 來自數(shù)千年前沉積的泥炭深處。

這項研究來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich）約翰·�？怂梗↗ohan Six）教授團(tuán)隊，于近期發(fā)表于 Nature Geoscience[1]。值得警惕的是，這意味著現(xiàn)有碳核算可能低估了實際排放，這項研究有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測未來全球氣候的變化。

可以這樣來理解這項研究：如果把地球看作是一個巨大的冰箱，那么泥炭地就是冷凍室中凍了幾千年的臘肉。過去，科學(xué)家以為冰箱里跑出來的冷氣（二氧化碳）主要來自新放進(jìn)去的新鮮食材（現(xiàn)代有機(jī)碳），但這項研究顛覆了傳統(tǒng)的認(rèn)知，他們發(fā)現(xiàn)，冷氣里居然也有那股陳年的臘肉味（古老碳）。原來，冰箱背后存在著一條之前未被注意的老管道（深層地下路徑），正把冷凍層深處的老味兒悄悄地往外抽。

“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，古老碳正通過湖泊釋放出來，”論文第一作者、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家特拉維斯·德雷克（Travis Drake）解釋說。“碳庫出現(xiàn)了泄漏，古老碳正從中逸出。”論文共同作者、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究技術(shù)員馬蒂·巴特爾（Matti Barthel）補充道。

（來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）

在全球碳循環(huán)中，熱帶地區(qū)廣袤的沼澤和泥炭地起到重要作用。例如，亞馬遜河流域、剛果河流域和東南亞的熱帶濕地儲存了上千億噸碳，其主要來自死亡、未分解植物材料。

其中，非洲中心的剛果盆地是這些熱帶碳庫中規(guī)模最大、最重要的碳庫之一，這里不僅是剛果河及其眾多支流的發(fā)源地，還儲存了約 290 億噸熱帶泥炭地碳。

圖丨從太空拍攝的馬伊恩東貝湖（來源：NASA）

要想到達(dá)剛果盆地中部地區(qū)的偏遠(yuǎn)沼澤和湖泊，通常只能乘坐船只作為交通工具，自然因素的限制也是此前相關(guān)研究甚少的原因之一。因此，這些泥炭生態(tài)系統(tǒng)對全球碳循環(huán)和氣候究竟有怎樣的影響，尚無確切答案。

過去 10 年間，研究團(tuán)隊對剛果盆地進(jìn)行了持續(xù)的深入研究。在此過程中，研究人員在典型黑水河流之一魯基河發(fā)現(xiàn)了一些令人震驚的現(xiàn)象。

在這項新發(fā)表的研究中，研究人員再次將研究重點放在了因植物碎屑滲濾而變黑的水體：馬伊恩東貝湖（Lac Mai Ndombe）及其鄰近的圖姆巴湖（Lac Tumba），它們的面積分別是 2,250 平方公里和 740 平方公里。

馬伊恩東貝湖周圍環(huán)繞著沼澤森林和幾乎未受破壞的低地雨林，這些雨林生長在厚厚的泥炭層上。經(jīng)過周圍沼澤和低地雨林中腐爛的植物和土壤中的有機(jī)物沖刷，湖水呈現(xiàn)深褐色。

（來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）

那么，這些古老碳究竟是如何釋放出來的？

此前的研究認(rèn)為，剛果盆地泥炭中儲存的碳會長期保持束縛狀態(tài)，只有在長期干旱等特定條件下才會釋放出來。 目前尚不清楚未分解植物材料中的碳是如何活化的，以及碳是如何進(jìn)入湖水的。

因此，研究人員迫切需要厘清的一個問題是：古老碳的釋放是一個不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)折點，還是一種由泥炭沉積物平衡的自然平衡狀態(tài)？

實際上，古老碳的釋放很有可能預(yù)示著一個嚴(yán)峻的問題：由氣候變化導(dǎo)致的環(huán)境變化已經(jīng)引起了連鎖反應(yīng)。

例如，如果氣候變得更干燥，泥炭干燥的頻率也可能更高、持續(xù)時間更長，氧氣更容易滲透到泥炭層深處，從而導(dǎo)致更多碳的釋放。這有可能會促進(jìn)微生物分解原本穩(wěn)定的有機(jī)物，使這一巨大碳庫的更多二氧化碳被釋放到大氣中，進(jìn)而影響全球氣候。

“我們的研究成果有助于改進(jìn)全球氣候模型，因為到目前為止，這些模型對熱帶湖泊和濕地的代表性不足�！毕？怂箤γ襟w表示。

圖丨研究地點與古老碳的同位素證據(jù)（來源：Nature Geoscience）

在這項研究中，研究人員通過對湖水中溶解的二氧化碳進(jìn)行同位素分析，結(jié)果讓人意外：馬伊恩東貝湖的溶解無機(jī)碳（DIC，dissolved inorganic carbon）平均放射性碳年齡為 2,170 年，圖姆巴湖的數(shù)值則高達(dá) 3,515 年。

相比之下，湖泊中的溶解有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳來自現(xiàn)代�！疤寄挲g”方面的顯著對比說明，湖泊中的二氧化碳并不是像傳統(tǒng)觀念中認(rèn)為的“來自湖內(nèi)或表層的新鮮有機(jī)物分解”，而是來自更久遠(yuǎn)的源頭。

此外，他們還量化了不同碳源的貢獻(xiàn)比例。結(jié)果表明，馬伊恩東貝湖溶解無機(jī)碳中約 39% 來自古老碳，而圖姆巴湖的比例則約 40%。

如果與此前公布的二氧化碳排放通量數(shù)據(jù)結(jié)合，即便不計入沿河輸送并在下游釋放的部分，僅馬伊恩東貝湖每年向大氣釋放的古老碳量保守估計就高達(dá)約 15 萬噸。

（來源：Nature Geoscience）

更復(fù)雜的是，湖泊不僅釋放二氧化碳，還涉及甲烷排放機(jī)制。在研究團(tuán)隊的另一項并行研究中 [2]，他們還發(fā)現(xiàn)，水位對逸出大氣中的甲烷量有顯著的影響：湖泊水位越高，甲烷被微生物分解的比例越高；水位較低（例如旱季期間），甲烷分解效率則會降低，大量甲烷會從湖泊中逸出。

但影響生態(tài)平衡的不僅是氣候變化，土地利用方式的改變也是一個不容忽視的重要因素。據(jù)估計，到 2050 年，剛果的人口將增長翻倍。為獲得耕地，預(yù)計未來將會有更多的森林被砍伐，這將加劇干旱，很有可能會導(dǎo)致湖泊水位長期偏低。

圖丨相關(guān)論文（來源：Nature Geoscience）

該研究有助于闡明熱帶泥炭地和黑水湖在全球氣候變化中的影響，并對于制定減少溫室氣體排放和保護(hù)剛果盆地及赤道附近濕地的戰(zhàn)略具有指導(dǎo)意義。與此同時，它也提醒我們，全球氣候模型中那些看似穩(wěn)定的碳庫，可能正在悄悄發(fā)生變化。

參考資料：

1.https://www.nature.com/articles/s41561-026-01924-3

2.https://essopenarchive.org/doi/full/10.22541/essoar.175105619.92296350

3.https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2026/02/peatland-lakes-in-the-congo-basin-release-carbon-that-is-thousands-of-years-old.html

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