Nature：末次冰期甲烷排放的波动

甲烷是一种重要的温室气体，其增温潜能远高于二氧化碳。了解过去大气甲烷浓度的变化及其驱动因素，对于理解地球气候系统至关重要。以往的研究表明，冰期-间冰期旋回中，大气甲烷浓度与温度变化密切相关，但对冰期内部甲烷浓度变化的细节和驱动机制仍缺乏深入了解。

本研究以南极冰芯（Ice Core）为主要研究对象。冰芯中封存的气泡记录了古代大气的成分信息，可以用来重建过去大气甲烷浓度及其稳定碳同位素（δ¹³C-CH₄）和氢同位素（δD-CH₄）的变化。研究人员分析了来自南极WAIS Divide和TALDICE冰芯的甲烷及其同位素数据，并结合地球系统模型（Earth System Model）进行模拟，以探究冰期甲烷突变的原因。

研究发现，末次冰期中，大气甲烷浓度并非平稳下降，而是经历了多次快速而显著的增加，这些事件被称为“Heinrich事件”（Heinrich Events, HEs ）。这些事件的发生时间与北大西洋冰盖的大规模崩塌事件相吻合。 Heinrich 事件 (HEs) 是末次冰期期间北大西洋发生的大规模冰山倾泻事件。这些事件的特点是在北大西洋沉积物岩心中发现了厚厚的冰筏碎片层，表明大量来自融化冰山的淡水涌入。

通过分析甲烷同位素数据，研究人员发现，这些甲烷浓度突变与热带湿地甲烷排放的增加密切相关。同位素数据表明，HEs期间大气甲烷¹³C含量增加，而D含量减少，这与热带湿地排放的甲烷的同位素特征相符。模型模拟结果进一步支持了这一结论。模拟显示，只有当热带湿地甲烷排放增加时，才能重现冰芯记录中的甲烷浓度和同位素变化。

热带湿地的扩张可能与热带辐合带（Intertropical Convergence Zone, ITCZ）的南移和降水增加有关，而这些气候变化又与北大西洋冰盖的崩塌和海洋环流的变化相联系。这意味着HEs期间的甲烷突变是全球气候系统相互作用的结果。

此前的研究认为冰期大气甲烷浓度主要受高纬度过程控制，而本研究则强调了热带地区在调节冰期大气甲烷浓度方面的重要作用， 这有助于改进现有的地球系统模型，提高对未来气候变化的预测精度。

参考文献 ： Riddell-Young, B., Lee, J.E., Brook, E.J. et al. Abrupt changes in biomass burning during the last glacial period. Nature 637 , 91–96 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08363-3

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