摘要
甲烷(CH4)是一种强大的温室气体,在全球大气化学中起着关键作用。自然地质排放(从海洋和陆地渗漏和泥火山自然排放的化石甲烷)被认为每年为全球甲烷来源贡献约52兆克甲烷,约占总量的10%,但这两种自下而上的方法(测量排放)1自上而下的方法(测量大气中的摩尔分数和同位素)2为了限制这些地质排放,存在着很大的不确定性。在这里,我们使用冰芯测量来量化含放射性碳甲烷的绝对数量(14CH4),并表明在大约11,600年前发生在新仙女木期和前北方期之间的突然变暖事件中,地质甲烷排放量平均不高于每年15.4万亿克(95%的置信度)。假设过去的地质甲烷排放量并不比现在低3.,4,我们的研究结果表明,目前对当今自然地质甲烷排放量的估计(每年约52太克)1,2是太高了,推而广之,目前对人为化石甲烷排放的估计2都太低了。我们的结果也改进并证实了早期的发现5,6,7Younger Dryas-Preboreal事件中大气甲烷摩尔数迅速增加约50%是由来自湿地等同时代来源的甲烷驱动的;我们的发现限制了旧碳储层(海洋甲烷水合物)的贡献8,永冻层9还有冰下的甲烷10)至19%或以下(置信度95%)。就最近的冰消作用和新仙女木-北前期变暖的特征与当前人为变暖的特征相比较而言,我们的测量表明,未来不太可能发生旧碳源向大气释放大量甲烷的情况。
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确认
这项工作得到了美国国家科学基金会奖0839031 (J.P.S.), 0838936 (E.B.)和1245659 (V.V.P.),国家海洋和大气管理局气候与全球变化博士后奖学金(C.B.),帕卡德科学与工程奖学金(V.V.P.),新西兰政府资助的马斯登基金委员会,由新西兰皇家学会(H.S.)和ANSTO同位素在气候变化和大气系统项目(A.M.S.)的支持。NIWA在气候与大气研究计划CAAC1504 (2014/15 SCI)下提供了进一步的支持。我们感谢澳大利亚政府通过国家合作研究基础设施战略对ANSTO加速器科学中心的财政支持。我们感谢美国南极计划的实地支持,美国冰钻和开发办公室的冰钻支持,R. Beaudette的后勤援助,Polaire研究所Français Paul-Emile Victor支持x.f.的实地参与,J. Shakun提供除冰量和温度数据,以及M. Dyonisius, H. Graven, J. Miller, E. Dlugokencky, L. Murray, T. Weber, B. Hmiel和s. Schwietzke的评论。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
V.V.P, J.P.S.和E.B.设计了这项研究。V.V.P、j.p.s.、d.b.、T.B.和E.B.负责现场后勤准备工作。V.V.P.领导了南极实地考察活动,d.b.、h.s.、c.b.、a.s.、x.f.、L.M.和T.B.参与了取样和实地考察[CH4)分析。E.B.监督分析[CH4]在他实验室的小冰样本中。C.H.分析4在r.f.w.d.b.的监督下,在大型空气样本中对δ进行了分析15N,δXe / N2和δKr / N2在a.o.k.r.的协助下测量[CO]和δ13CH4,进行CH的提取4在H.S. A.M.S.和Q.H.的协助下,进行了石墨化和加速器质谱分析14C分析。h。s。对CH4排放。V.V.P.在所有其他作者的协助下进行数据修正和分析,确定样本年龄并撰写手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。
额外的信息
审核人信息自然感谢P. Hopcroft, R. Muscheler和其他匿名审稿人对本工作的同行评审所作的贡献。
出版商注:施普林格《自然》杂志对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
补充信息
补充信息
该文件包含补充方法(第1-6节)和补充讨论(第7-10节),补充图1-11,补充表1-11和其他参考文献。(PDF 710kb)
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关于本文
引用本文
佩钦科,V.,史密斯,A.,谢弗,H.。et al。在新仙女木-前北纪突然变暖事件期间,最小的地质甲烷排放。自然548, 443-446(2017)。https://doi.org/10.1038/nature23316
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