全球約99%的甲烷水合物都形成於大陸坡的海洋沉積物中，剩下的1%則與北半球高緯度地區的多年凍土（permafrost，至少連續兩年處於或低於0℃的地面）相關。15000年來，海平面約升高了100米，凍結著甲烷的陸地沉積物被暴露在較先前陸地上更暖的海水中。
一般來說，目前在環北冰洋地區，位於陸地幾百米厚多年凍土之下，以及深海大陸坡之下的甲烷水合物都會保持穩定，只有淺層大陸架多年凍土和大陸坡上部分中的甲烷水合物容易分解。
從陸地到海盆的剖面示意圖。通常認為只有淺層大陸架和和大陸坡上部分中的甲烷水合物容易分解，但最近ISSS科考人員發現，在300米深處的海洋沉積物也有甲烷滲漏。
在過去幾十年中，北極表面氣溫的升高幅度超過全球平均氣溫的2倍左右，這種北極增溫明顯快於地球其他地方的現象即「北極放大」效應（Arctic Amplification）。該效應的存在，使得科學家們尤為關心北極溫室氣體含量的變化，充滿不確定性的甲烷水合物自然也吸引著越來越多的科研目光。
新的甲烷洩露點
由俄羅斯和瑞典合作開展的國際西伯利亞大陸架研究（ISSS）項目已有15年的歷史，它的目標便是調查綿延數百公裡的東西伯利亞北冰洋大陸架（East Siberian Arctic Ocean Shelf）處，冰凍圈-氣候-碳這三者之間相互作用的情況。為了進行新一輪的考察，滿載著60名隊員的Akademik Keldysh科考船已於今年9月26日啟程，於11月4日返航。
Akademik Keldysh科考船。圖片來源：ISSS
在這次考察中，科考隊員首次觀測到，在東西伯利亞大陸坡的一大片區域（離岸約600千米），沉積物中凍結的甲烷已經開始釋放。在150千米長，10千米寬的大陸坡區域內，6個監測站點的觀測結果均顯示，有團團氣泡從海底冒出。
在拉普捷夫海（Laptev Sea）300米深某處，探測到的甲烷濃度高達每升1600納摩爾，比海洋和大氣處於平衡態時的情況高出400倍。此前，該團隊就在這片區域的北極大陸架處發現了甲烷釋放點，第二年又在拉普捷夫海和東西伯利亞海的淺層，發現有甲烷氣泡流從海底凹坑裡湧出。
科考團隊表示，絕大多數釋放出的氣泡目前還溶解於水中，但海表甲烷濃度是通常情況下的4到8倍，而這些甲烷正在被排放進入大氣中。雖然這些釋放出的甲烷目前還不太可能對全球氣候產生大的影響，但關鍵的是，大陸坡原本被認為是天然氣水合物穩定區，而今其中的甲烷水合物已被擾動，甲烷釋放過程已被觸發，而且還將持續。他們認為，流入這片海域的溫暖洋流，最有可能是造成甲烷水合物失衡的原因。
他們也強調，這些只是初步發現，他們科考結束返回後，還要仔細地分析所採集的數據。等到他們的研究成果在同行評議後正式發表，我們才能得知甲烷釋放量的具體數字。
引發爭議
在這篇報導發出後，瑞典隆德大學和挪威奧斯陸大學的副教授Frans-Jan W. Parmentier、NASA的研究科學家Ben Poulter、德國阿爾弗雷德·魏格納研究所的高級研究員Paul Overduin和芝加哥大學的教授David Archer都在專門鑑別媒體對氣候變化報導真實性的評論網站「氣候反饋」（Climate Feedback）上，對這篇文章所傳達的觀點表達了保留性態度。
首先，上述專家認為在缺乏長期觀測記錄的情況下，不能直接斷言北冰洋中的甲烷羽流正在增加，因為海底的甲烷可能已經悄然釋放了一段或長或短的時間，只不過我們剛剛才發現而已。在2014年《科學》上的一項研究中，研究者分析了挪威斯瓦爾巴特（Svalbard）海岸附近海洋沉積物中甲烷的滲漏記錄，發現這裡的甲烷已經釋放了至少3000年，而這則是海底水溫正常地季節性波動1~2℃的結果。
其次，這些沉積物釋放的甲烷不足以對大氣產生影響，以「沉睡的巨獸」為標題誇大了事實。
在先前的一項研究中，研究人員利用簡單的氣泡模型描述了甲烷氣泡從沉積物中冒出後，垂直向上輸送的過程，結合觀測數據，估計了氣泡究竟能將多少甲烷從海洋輸送至大氣中。結果表明，只有在非常淺（如小於100米）的水層中，才會明顯有甲烷被釋放到大氣中。
最終會有多少甲烷因氣泡輸送而進入大氣，取決於氣泡的初始大小、釋放深度，以及氣泡釋放規模是否足夠大而引發了氣泡羽流。
當海水超過100米深時，向上浮升的甲烷氣泡很快就會溶解於海水之中，最終被好氧的甲烷氧化菌消耗掉。不論是在斯瓦爾巴特附近，還是拉普捷夫海，甲烷水合物所在深度都超過了300米，因此這些甲烷水合物即使不再穩定，也不太可能穿過層層阻礙而影響到大氣中的甲烷濃度。
2017年發表於《自然》的一項報告指出，在斯瓦爾巴特附近發現的甲烷洩露點多達1000多個，覆蓋了從北緯74°延伸至北緯79°的一大片區域。斯瓦爾巴特附近已布控了大規模的陸基、海基和空基監測手段，儘管這裡存在著大面積的沉積甲烷釋放，目前卻仍未發現它對大氣有任何顯著的影響。如此說來，我們暫時無需為拉普捷夫海新近發現的6個洩漏點而擔心。
通過研究全球甲烷排放量，以及估算其各種排放源，我們可以評估這些甲烷釋放的趨勢。一項針對2000~2017年全球甲烷收支的數據研究顯示，過去近20年內北極甲烷排放量並未增加，這說明沉積物釋放的甲烷目前未對氣候產生明顯影響。大氣中的甲烷主要還是來自農業、廢棄物處理、化石燃料和自然溼地。
就在文章發表一周後，《衛報》修訂了報導的部分內容，並強調這項調查只給出了一個初步性結果。但撇開爭議，我們也要明白，北極是遭受氣候變化影響最嚴重的地區，但也是一個未被充分研究的地方，這裡的每一項新發現都具有價值。
真正的危機
因為天然氣水合物對溫度和壓力敏感，長期的氣候變化過程可能會觸發其分解，釋放出的大量甲烷會增強溫室效應，而增溫加劇又會使更多多年凍土融化，釋放出更多的甲烷。這種一旦啟動，就很難停下來的正反饋過程，被稱為可燃冰噴射假說（clathrate gun hypothesis），原本是為了解釋第四紀（Quaternary，約260萬年前至今）時期地球的迅速增溫現象而提出的。
然而，這種將氣候變暖和水合物失穩聯繫在一起的古氣候解釋目前仍然存在爭議，而且不管是過去還是未來，要使全球大量甲烷從水合物中釋放出來，都至少需要幾百年的時間。因此，我們既要擔心遙遠的未來，也同時應該關注如何解決一些燃眉之急。
不同情景下全球溫室氣體排放量及到2030年的排放差距。圖片來源：聯合國環境規劃署《2019年排放差距報告》
今年9月，《自然·氣候變化》上的一項研究警示，迅速變暖的北極已開始從冰凍態轉至完全不同的氣候態，其氣候的年際變動已超出歷史時期的波動範圍。科學家發現，近幾十年來北極最冷時期的海冰，較20世紀中葉夏季的海冰還要少。而由於秋、冬季氣溫顯著升高，到本世紀中葉，北極可能會有數月出現降雨，而不是降雪。
事實上，另一些類似可燃冰假說的正反饋過程的確正在發生。例如氣溫升高時，北極海冰和陸地冰蓋融化會加劇，導致地表反照率降低，更多的太陽輻射被吸收，從而進一步拉動氣溫升高。此外，較高的溫度會縮短碳在土壤中停留的時間，使大量碳被釋放出，增強溫室效應。要知道，全球土壤中的碳含量是大氣中的2至3倍。
近期，《自然·通訊》的一項研究表明，全球較工業化前升溫2℃（即《巴黎協定》確立的增溫限制）將導致全球土壤釋放約2300億噸的碳，約為過去100年中我國碳排放量總和的4倍。如果包含多年凍土中的碳損失，估算的數值還會更大。
《科學報告》上的一項研究指出，如果自然甲烷源持續擴增，那麼2100年時大氣中的甲烷濃度將升高42%。先比之下，人為減排產生的積極影響則要大得多，可能使80年後大氣中的甲烷含量減半。所以，與其臆想一頭海洋怪物，不如通過現代科技來減少人類活動產生的溫室氣體，這才是我們應該做且能夠做的。
【免責聲明】上遊新聞客戶端未標有「來源：上遊新聞-重慶晨報」或「上遊新聞LOGO、水印的文字、圖片、音頻視頻等稿件均為轉載稿。如轉載稿涉及版權等問題，請與上遊新聞聯繫。