北极的海冰融化成水未必能从空气中吸收更多的二氧化碳。

部分北冰洋海水的二氧化碳浓度逼近大气水平。高众勇 中国国家海洋局第三海洋研究所（厦门）

气候学家一年又一年的眼睁睁看着北冰洋的冰盖渐渐缩小，心中却还抱有一丝希望：也许一个没有冰的北冰洋可以从大气中吸收大量的二氧化碳，减缓温室气体的积聚和气候变化。

但是今天出版的《科学》指出，北冰洋的一部份已经“吃进去”了太多的二氧化碳，已经接近极限。位于美国雅典城的佐治亚大学的生物地球化学工作者蔡伟军（音，Wei-Jun Cai ）和一个国际小组抽样调查了北冰洋西部加拿大流域表层水的二氧化碳含量。“我们发现无冰的流域有相当高的二氧化碳数值，已经接近了大气中的水平，”蔡伟军说，“这出乎人们的意料。”

虽然北冰洋大部分被冰覆盖，面积也只占到了全世界海洋的3%，但它吸收的二氧化碳却占到了世界海洋的5-14%。因为气体更容易溶解在冷水中，北冰洋吸收了相对较多的二氧化碳。

科学家先前以为无冰的水面可以促进空气和海洋之间的二氧化碳交换，更多的光照使海水中的浮游植物可以利用光合作用把二氧化碳从大气中转移到海洋中来。

蔡伟军说：“那些预想的提出，基于在富饶海域的边缘或在先前发生过较大范围融化的冰盖流域中进行的观测。”基本没有科学家在深海中进行过测量。

光合作用的效能低下

在2008年夏天搭乘中国的雪龙号破冰船科考期间，蔡伟军和他的同事针对加拿大流域的表层部分的CO2 浓度进行了连续的测量。那里的海冰溶解情况非常的惊人，冰量已经接近历史低点。

在海洋的边缘，也就是深海和大陆架结合部，二氧化碳的分压（由某种气体成分产生的压强，给定的温度下代表着气体的浓度）在120到259微大气压之间（百万分之一个大气压，下同），低于二氧化碳在大气中375微大气压的分压。但是在离岸更远处的无冰海域，二氧化碳浓度是320-365微大气压，几乎和大气中的浓度一样。在1994到1999年，科学家在这两个区域测量出的表层水二氧化碳浓度分别是260和260-300微大气压。

蔡伟军和他的同事还发现浮游植物把二氧化碳从大气中移走这种初级生产几乎是可忽略的，他们将这归咎于环境中的养分很低。

“我对这个结果一点也不吃惊，”吉恩埃里克?特伦布莱（Jean-?ric Tremblay）说，他是加拿大魁北克省拉瓦尔大学的生物海洋学家。他从2002年开始在波弗特海做初级生产研究。他说，“我们不能再把这些系统看成缺少光照。春天海冰季节性溶解时，真正限制了浮游植物生长的是养分。这个论文很好地证明了这一点。

中国的兴趣

但是在这篇文章末尾说的光合作用的效果会随着夏季冰的消失而不符存在的结论，还让人有些犹豫不决。

“在北极有太多的季节性和空间变化，这真的很难判断，但是并非绝对不可能，可以从一些瞬时的图像中来估计长期趋势”， 鲍勃?安德森（Bob Anderson）说，“我想知道在他们抵达流域中心之前一个月的时候生物生产力是否很高。”他是纽约哥伦比亚大学拉蒙特都荷迪地球观测站（Lamont-Doherty Earth Observatory）的地球化学家。

特伦布莱警告说，蔡伟军和他的同事在加拿大流域的观测结果可能不适用于近海，那里有被风从深海带到大陆架来的养分。“大陆架的面积占到了整个北冰洋的70%。深海发生的情况不足以影响总体的二氧化碳情况，”他说。“我不会说北冰洋的二氧化碳容纳量已经达到其容纳能力。有一个部分没有被考虑在内，那就是在富饶的大陆架所发生的情况。”

这篇论文标志着中国气候科学的成熟，这是第一次来自中国有极具影响力的气候研究，中国政府对这个工作提供了部分支持。“中国加大投入来追赶并且最终会在海洋研究方面超过西方，”安德森说。

“这是第一次中国人展现出的强大的海洋科学力量，”特伦布莱说，“这绝对可以视为一次科学的觉醒。”