冻土融化本会释放大量碳，中国科学家却发现：有一部分被石头“吃掉”了

冻土融化，是气候变化的恶果之一。之前，科学家们普遍认为，多年冻土融化，会释放大量古老有机碳，并经由河流向大气排放二氧化碳，从而进一步加剧全球变暖。如此循环，就像一颗随时会被引爆的炸弹。

但最近，中国科学家在青藏高原的一项发现，给这件事带来了反转：冻土融化后，暴露出的岩石自然风化，会吸收部分二氧化碳，形成一个天然“碳储存库”。这一发现颠覆了以往认知。相关成果发表在 2026 年6 月的《自然》杂志。

岩石风化过程会吸收二氧化碳。

愈演愈烈的冻土融化

在地球上，冻土主要分布在高纬度、高海拔地区。多年冻土，就是地表往下、至少连续两年温度都维持在零度以下的土层。它覆盖了北半球约四分之一的陆地面积，总面积约 2280 万平方公里。

在这片冰冻的“碳仓库”里，储存的有机碳量高达 1460 至 1600PgC（1PgC指10 亿吨碳），折合5.35 至 5.87万亿吨二氧化碳，相当于今天地球上所有森林碳储量的两倍左右，是 2026 年全球化石燃料燃烧与工业过程碳排放总量的约 15 倍。

而气候变暖，正在让这个冰冻的“碳仓库”融化得越来越快。在过去 30 年里，北极地区冻土层温度上升了 0.3 至 0.5°C，有些地方化冻深度每年还在增加约 0.5 厘米。

联合国气候变化专门委员会（IPCC）估计，到本世纪末，全球约 70% 的近地表多年冻土可能消失。我国的青藏高原作为全球中低纬度地区最大的多年冻土分布区，其中约106 万平方公里的冻土同样面临严重的退化威胁。

大量冻土一旦融化，其中埋藏的巨量有机碳将被微生物分解，以二氧化碳和甲烷的形式释放到空气中。而甲烷的温室效应强度，是二氧化碳的约28 倍。这些温室气体，会进一步加剧变暖，导致更多冻土融化，形成一个越暖越化、越化越暖的死循环。

冻土融化，是学界长期担忧的“碳定时炸弹”

依此趋势，如果人类继续维持高排放，到 2100 年，冻土区可能额外释放 120 至 520 亿吨碳，带来 0.02 至 0.11°C 的额外升温。

被忽略的天然碳汇

在对冻土释碳进行的研究中，北京师范大学夏星辉教授团队和中科院青藏高原所丁金枝研究员团队，在青藏高原的河流里测出了一组对不上的数据。

他们在多年冻土区约78 万平方公里的范围内，选了 8 条主要河流、50个河段，从海拔 1600 多米的河谷到接近 4800 米的高寒地带，开展了系统调查。原本的任务不算复杂：算算这些河流到底向大气排出了多少二氧化碳。

可结果一出来，把大家都看呆了：实际测到的碳排放量，居然远远低于理论上冻土融化释放有机碳应该转化出的二氧化碳量——有的河段甚至少了超过一半。

为了找到这些“失踪”的碳，研究团队分析了河水里的碳同位素和离子成分，再结合其他水化学指标，最终发现了一个此前被忽略的隐藏碳汇，那就是岩石风化。

理论并不新鲜：冻土融化后，地表会变得松散，水流侵蚀随之加剧，就会把原本深埋的、新鲜的岩石碎片带到水中；与此同时，水体中有各种来源（生物呼吸、有机物分解、大气溶解等）的二氧化碳；这些岩石，暴露在含二氧化碳的水里，就会发生化学反应，把水里的二氧化碳转化成溶解态的无机碳（主要是碳酸氢根离子）。然后，这些无机碳被河水一路带向海洋，最后沉淀在海底，形成石灰岩、方解石等碳酸盐矿物。

整个过程，相当于把碳从大气里转移到了石头里，而且一存就是成千上万年。

岩石风化，将水体中的二氧化碳转化为溶解无机碳。

更有趣的是，这种补偿效应的强弱，和冻土退化的程度呈正相关。在比较完整的连续多年冻土区，岩石风化只能抵消约15% 的碳排放；到了退化更明显的不连续多年冻土区，比例一下攀升到35% 到 77%；而在退化最彻底的岛状冻土区，也就是大片冻土已缩成零星孤岛的地方，岩石风化的吸碳量甚至盖过了释放量，整个系统从“碳源”变成了净碳汇。

这种“退化越严重，吸碳越强”的规律，如此明显。但以前为什么没人注意到呢？

原来，过去研究冻土碳循环的人，大多盯着微生物和植物这些生物过程，而岩石风化属于地质过程，两个学科在研究方法和时间尺度上差异巨大。此前几乎没有人将生物碳循环与地质碳循环结合在一起考虑。

正如丁金枝研究员在接受中新网采访时所说，现在主流的全球气候模型，基本都没有把岩石风化这种地质过程的动态变化算进去。

气候变暖的“救星”？

既然如此，岩石风化过程能吸碳，那它能帮我们遏制气候变暖吗？

很遗憾，答案是作用有限。全球每年通过碳酸盐岩和硅酸盐岩风化固定的碳，大概在2.3 亿到 3 亿吨碳之间。而人类活动每年往大气里排放的碳大约是 100 亿吨量级，风化的吸碳量，满打满算也就相当于人为排放的 3% 左右。可以看出，岩石风化的碳吸收能力远不足以抵消人为排放。它的量级很小，扭转不了地球正在变暖的趋势。

而且，并非所有的岩石风化过程都能吸碳。在某些富含硫化物的岩石区，比如黄铁矿多的流域，风化过程中会产生硫酸，而硫酸去溶解碳酸盐岩的时候，非但不消耗二氧化碳，反而会把岩石里封存的碳给“顶”出来。研究显示，在青藏高原的一些特定区域，这种反向效应甚至能把硅酸盐岩风化碳汇抵消掉将近六成。因此，不能简单将整个冻土区归为“碳汇”或“碳源”，必须根据岩性分区评估。

在硫化物富集区，岩石风化反而会成为新的碳排放源。图为黄铁矿岩

但这个研究，有它的独特价值。首先，它揭示的固碳机制，不受生态系统“饱和”限制。森林会老化，土壤固碳会饱和，但岩石风化已默默运转了上亿年，是地球在地质时间尺度上的“保底碳汇”。此外，它提醒我们，地球碳循环的复杂性远超预期，我们对冻土区的碳评估还不够全面，需要将地质过程也纳入模型，才能更准确地预测未来气候走向。

而对我们来说，最重要的一点，是要认识到：应对气候变化，不能只寄希望于地球自身的“修复功能”。

联合国 2026 年 6月发布史上最严峻的红色预警，世界气象组织报告显示，地球能量平衡已被彻底打破——全球海洋温度屡创纪录。海洋吸收了人类百余年排放所产生热量的 90%以上，即便今天停止一切碳排放，热惯性仍将令海洋升温持续数年甚至上千年。

我们尚未完全理解地球碳循环的全部复杂性，但我们已理解得足够多——多到知道必须立即采取行动。减少碳排已是刻不容缓。

策划制作

作者丨山克强 高级工程师

审核丨肖龙 中国地质大学（武汉） 教授

策划丨江帆 高佩雯