18日從中國科學院深海科學與工程研究所獲悉，該所副研究員王吉亮聯合英國曼徹斯特大學、貝爾法斯特女王大學及丹麥和格陵蘭地質調查局等國際團隊，首次揭示了甲烷水合物與氣候變化之間的全新反饋機制，為精準預判極地溫室氣體釋放、厘清極區碳循環規律提供了理論基礎。相關成果近日在線發表于國際學術期刊《自然·地球科學》。

全球大陸邊緣及多年凍土區儲存著約1800吉噸的甲烷，構成全球碳循環中最大的甲烷儲庫之一。極區天然氣水合物作為甲烷的重要“儲存載體”，其失穩釋放與氣候變化密切相關，直接影響全球氣候穩定，因此厘清其甲烷釋放機制，是當前氣候研究領域的重要課題。

此前學界普遍認為，隨著全球變暖或海平面下降，溫度和壓力變化會導致水合物發生熱力學分解，進而釋放大量甲烷。但受限于熱傳導速率極低以及潛熱效應，基于熱力學模型的估算表明，升溫引發的分解和釋放過程可能需要上千年之久，因此天然氣水合物失穩長期被視為百年尺度上影響不大的緩慢氣候反饋過程。

此次研究中，研究團隊依托國際大洋鉆探計劃400航次的巖心測試數據，結合三維反射地震資料，對格陵蘭西北部陸架的天然氣水合物系統開展了系統分析，成功突破了傳統研究的認知局限，獲取了堅實的實證支撐。

團隊首次證實，在冰川消退期，融水驅動的地下水沖刷可導致海洋沉積物中的甲烷水合物發生快速“溶解”(擴散主導)，并提出了全新的水合物失穩機制模型：末次冰期旋回中，冰川消融形成的巨大冰下水力梯度驅動了局部地下水的流動，由冰川融水轉化的大量淡水向下滲透，沖刷冰下沉積物，低鹽度且甲烷未飽和的淡水直接進入水合物穩定帶，繞過熱壓限制，像“溫水化糖”一般快速引發水合物溶解，進而將大量甲烷釋放入海。

研究結果顯示，這一全新機制與傳統熱力學分解機制存在顯著差異——融水沖刷機制的響應極其迅速，只要溫度超過冰點即可啟動，遠快于需要數千年尺度的傳統分解釋放過程，這也意味著，極地地區由氣候變暖引發的溫室氣體釋放，可能比此前科學界預期的來得更快、更劇烈。

王吉亮表示，該研究揭示了極區冰下天然氣水合物甲烷釋放的新機制，證實水合物穩定帶并不能完全“鎖住”甲烷，極區水合物系統對氣候變暖的敏感程度遠超現有模型預測，為理解過去、現在及未來氣候背景下溫室氣體的動態演化，提供了重要的科學依據。