通过燃烧化石燃料、砍伐森林以及其他工农业活动,人类已将全球大气二氧化碳(CO2)水平提高到百万分之415以上。自18世纪末工业化时代以来,这一浓度增加了百万分之135。通常假设这种CO2增加完全由人为排放的CO2组成,但一项新的研究挑战了这一假设。

为了研究关于人为排放碳的命运的标准叙述,Holzer和DeVries将CO2标记为排放,并使用数据同化的海洋环流模型对其进行跟踪。这种方法使他们能够将大气和海洋碳清单的净变化划分为人为排放或天然碳。该模型使用所谓的线性标记示踪剂跟踪了从1780年到2020年排放的碳的旅程。研究人员已在其他应用中使用这种标记技术,但从未跟踪人为碳。

该模型显示,在过去几个世纪中,大气中碳的增加只有45%源自排放的碳,而海洋中释放的天然碳占另外55%。研究人员还发现,海洋积累的碳排放量几乎是之前假设的两倍。

脱气背后的机制是海水碳酸盐化学。随着溶解的无机碳在海洋中积累,海洋越来越多地泄漏到大气中,CO2在工业革命之前溶解在海洋中。模型显示,到2020年,海洋每吸收2.2个排放的CO2分子,就会失去一个工业化前的CO2分子。

换句话说,自1780年以来,海洋已经释放了大约160拍克的天然碳,同时吸收了350拍克的排放碳,净增加了大约190拍克储存在海洋中的碳。

研究人员指出,他们的结果并没有挑战对人为驱动的全球碳清单变化的估计。相反,它们量化了排放碳的最终位置,并说明线性标记示踪剂是量化气候系统中非线性过程影响的有效且强大的工具。

该研究发表在《全球生物地球化学循环》上。