冰河时期古代湖泊微生物导致全球变暖

全球变暖不仅是一个现代问题，而且在地球历史上曾多次发生过，其中一次这样的事件发生在 3.04 亿年前的晚古生代冰河时期(距今 340 至 2.9 亿年前)。研究发现了当时海洋表面温度升高、大陆冰量减少以及海洋环境淹没陆地的证据。

中国南京大学的刘文霞博士和合作者研究了从碱性湖泊(pH 9 至 12)向大气中大量注入甲烷的影响，并发表在《地质学》杂志上。

大气中大量的甲烷会导致全球变暖，因为它是一种强效温室气体，在 100 年内捕获热量的效率是二氧化碳的 28 倍。产生甲烷的微生物占全球甲烷排放量的 74%，因此定义鼓励它们生存和繁衍的 环境条件对于了解气候变化非常重要。

通过评估微生物活动产生的甲烷水平，对中国西北部的准噶尔盆地进行了调查。研究人员从湖床上采集了岩芯样本，并对岩石进行了化学分析，根据水生绿藻、蓝细菌(光合作用微生物)和嗜盐古菌(一种生活在高盐环境中的极端微生物)来确定碳的类型。 )。

当湖中含有更多溶解的无机碳(一种没有碳和氢键的形式)时，藻类、蓝藻和古细菌优先采用较轻的形式(碳12)，这意味着较重的碳13保留在湖水中，并且沉积，导致从岩石中获取的测量结果存在明显差异。

研究人员发现一种特殊的类型，即嗜碱产甲烷古菌，在湖泊的低硫酸盐缺氧环境条件下具有竞争优势，保留了岩石中最重的碳13值。该物种通过在湖水中产生大量甲烷来获取生长所需的能量，然后将其释放到大气中，从而繁衍生息。仅微生物活动所产生的甲烷排放量就高达 2.1 吉吨。

火山活动和热液过程产生的二氧化碳被输送到湖泊中，转化为碳酸氢盐和碳酸盐(溶解的无机碳的形式)，这增加了湖泊的碱度，并且由于促进微生物活动而增强了甲烷的产生。溶解的无机碳为藻类、蓝细菌和古细菌的代谢过程提供了几乎无限的碳供应。

因此，将这种增加且持续的甲烷供应与晚古生代冰河时代(3.04亿年前大气甲烷达到峰值)联系起来，可能表明全球众多碱性湖泊的综合贡献可能对全球温室气体产生重大影响水平。研究人员表示，仅以中国西北部的湖泊为例，甲烷排放量就已达到109十亿吨，相当于7521亿吨二氧化碳的温室强迫力。

显然，这凸显了甲烷对气候的影响，特别是在全球范围内识别碱性湖泊以监测其当前排放并找到解决方案来帮助应对其活动的重要性。这可能包括降低湖泊的 pH 值，使其变得更加酸性，添加某些类型的粘土，甚至疏浚湖底，但所有这些解决方案自然会对环境产生许多影响。因此，可能还没有明确的解决方案来减少湖泊的甲烷排放并减轻其全球变暖的潜力。

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