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20 世紀 50 年代和 60 年代的多次核試驗顯著提高了地球大氣中放射性碳 14 同位素的含量。碳 14 的移動隨后被用來追蹤大氣混合和其他環(huán)境現(xiàn)象。
現(xiàn)在,倫敦帝國理工學(xué)院的氣候物理學(xué)家Heather Graven和她的同事分析了 1963 年至 1967 年期間(當(dāng)時沒有進行重大核試驗)的碳-14 水平,以估算植被吸收碳的速率。
通過關(guān)注 20 世紀 60 年代中期,研究人員能夠分析當(dāng)時沒有新的碳 14 輸入地球系統(tǒng)的時期的數(shù)據(jù),而且由于碳 14 的半衰期約為 5730 年,因此衰變可以忽略不計。格雷文解釋說:“放射性碳只是在空氣、陸地上的植物和土壤以及海洋之間進行交換。因此,我們只需考慮有多少碳從大氣中流失,有多少碳進入海洋,然后我們可以通過計算殘余量來計算有多少碳進入生物圈。”
雖然最先進的計算機模型預(yù)測植物每年吸收 430 億至 760 億噸碳,但研究人員的研究結(jié)果表明,每年至少有 800 億噸碳。其中絕大多數(shù)最終通過放牧、收割或需氧生物分解等過程返回大氣。
隨著大氣中二氧化碳含量的上升,生物圈吸收了一些額外的碳。然而,格雷文說,“我們并沒有真正量化碳匯”。她指出,如果碳從大氣中去除得更快,碳很可能會更快地返回。“碳的周轉(zhuǎn)規(guī)模更大,而且似乎比模型模擬的要快,”她說。
這可以解釋為,碳儲存在更小、壽命更短的枝條、葉子和樹葉中的比例要高于壽命更長的“木質(zhì)生物質(zhì)”,如樹干、樹枝和大根。格雷文說,無論原因是什么,在模擬植被抵消氣候變化的能力時,都需要考慮較短的儲存時間。她指出:“活植被中的碳不會像我們之前估計的那樣儲存那么久。我們在生物圈中儲存的碳比自然界中儲存的碳還要多,這種想法實際上并不可行。”
“這對我們這個領(lǐng)域意義重大,”美國印第安納州普渡大學(xué)的生物地球化學(xué)家麗莎·韋爾普說,她沒有參與這項研究。她說,“因為測量陸地植物內(nèi)外碳的隱藏通量的方法很少,所以所有的方法都很重要。”韋爾普說,目前還不清楚這對預(yù)測未來氣候模型有何具體影響,但她指出,“事實上,現(xiàn)在所有的模型都沒有真正做對的事情,這并不能讓我們對它們將來會做對的事情抱有太大的信心。”