Kleber花了将近三年的时间监测斯瓦尔巴群岛上一百多个泉水的水化学成分，那里的气温上升速度是北极平均速度的两倍。她将斯瓦尔巴群岛比作全球变暖的煤矿中的金丝雀，“由于它比北极其他地区变暖得更快，我们可以提前了解该地区可能发生的更大规模的甲烷释放。”

　　挪威斯瓦尔巴群岛的冰洞是由夏季大量的冰川融水流过而形成的。在冬季，它的口处形成了广泛的前冰期结冰，并延伸到冰川前面的整个洪泛区，从图片中的洞穴开口可以看到。来源:Gabrielle Kleber

　　研究报告的合著者、来自斯瓦尔巴大学中心的安德鲁·霍德森教授说:“生活在斯瓦尔巴群岛，你会暴露在北极气候变化的前沿。我想不出还有什么比在退缩的冰川前方看到甲烷排放更明显的了。”

　　此前，研究主要集中在永久冻土融化释放的甲烷上。同样来自剑桥大学地球科学系的研究合著者亚历山德拉·图尔钦教授说:“虽然人们的注意力通常集中在永久冻土上，但这项新发现告诉我们，甲烷排放还有其他途径，这些途径在全球甲烷预算中可能更为重要。”

　　霍德森补充说:“在进行这项工作之前，我们并不了解这种气体的来源和途径，因为我们正在阅读来自北极完全不同地区的研究，那里没有冰川。”

　　挪威斯瓦尔巴群岛的冰洞。来源:Gabrielle Kleber

　　他们发现的输送甲烷的泉水是由隐藏在大多数冰川下面的管道系统提供的，该管道系统从下面的沉积物和周围的基岩中汲取大量地下水。一旦冰川融化退缩，泉水就会在地下水网穿透地表的地方出现。

　　研究人员发现，横跨斯瓦尔巴群岛的冰川地下水泉在一年的时间里排放的甲烷可能超过2000吨——这大约相当于挪威每年石油和天然气能源工业产生的甲烷排放量的10%。

　　克莱伯说，随着越来越多的泉水暴露出来，这种甲烷的来源可能会变得更加重要，“如果全球变暖继续得不到控制，那么冰川地下水泉水中的甲烷释放可能会变得更加广泛。”

　　冰川地下水泉并不总是那么容易识别，所以Kleber训练她的眼睛从卫星图像中识别它们。克莱伯将斯瓦尔巴群岛上78座冰川消退后露出的土地放大，寻找地下水泄漏到地表并冻结的蓝色冰滴。然后，她乘坐雪地摩托前往这些地点，在由于加压水和气体积聚而结冰起泡的地方采集地下水样本。

　　当Kleber和他的团队分析这些泉水的化学成分时，他们发现除了一个地点外，所有被研究的地点都高度集中于溶解的甲烷——这意味着，当泉水到达地表时，有大量多余的甲烷可以逃逸到大气中。

　　研究人员还确定了甲烷排放的局部热点，这与地下水产生的岩石类型密切相关。某些岩石，如页岩和煤，含有天然气，包括甲烷，是由岩石形成时有机物分解产生的。这些甲烷可以通过岩石的裂缝向上移动，进入地下水。

　　克莱伯说:“在斯瓦尔巴群岛，我们开始了解冰川融化引发的复杂和级联反馈——似乎有更多类似的结果我们还没有发现。”

　　霍德森说:“我们测量到的泉水泄漏的甲烷量可能与这些冰川下等待泄漏的被困气体的总量相比相形见绌。这意味着我们迫切需要确定甲烷泄漏突然增加的风险，因为在我们努力遏制气候变化的同时，冰川只会继续退缩。”

　　参考文献:“冰川退缩期间形成的地下水泉是北极高高地甲烷的一大来源”，作者:Gabrielle E. Kleber, Andrew J. Hodson, Leonard Magerl, Erik Schytt Mannerfelt, Harold J. Bradbury, yzhu Zhu, Mark Trimmer和Alexandra V. Turchyn, 2023年7月6日，Nature Geoscience。DOI: 10.1038 / s41561 - 023 - 01210 - 6