与海洋不同，湖泊会向大气释放大量的二氧化碳。 但是，是什么导致了这种差异，又是什么机制推动了这种差异？ 联合国国际法研究所的科学家们首次绘制了日内瓦湖的整个碳循环图，建立了一个现在可以应用于世界上许多最大湖泊的模型。

瑞士的 LéXPLORE 平台在这一发现中发挥了重要作用。 资料来源：洛桑大学

与以往的观点相反，正是岩石的自然侵蚀造成了日内瓦湖和世界上许多大型湖泊的大量二氧化碳排放。

这项研究为了解湖泊中的碳循环提供了缺失的部分。瑞士的 LéXPLORE 湖泊平台在这一具有国际意义的发现中发挥了重要作用。

与世界上大多数湖泊一样，日内瓦湖也是温室气体的排放者，尤其是二氧化碳（CO2）。 日内瓦湖每年产生的二氧化碳 与洛桑市（15 万居民）的汽车运输量相当。 这种现象--湖泊产生二氧化碳 --多年前就已为人所知。 然而，人们对其作用机制存在广泛争议。

传统的科学理论认为，湖泊的 CO2 排放主要是由于周围土壤中有机物的流入。 这种物质来自植物和动物残留物的分解，被降雨带入湖中，在湖中被微生物分解，从而释放出二氧化碳。 这一过程被称为呼吸作用。 虽然这一理论可以解释一些湖泊的行为，但不适用于日内瓦湖，因为日内瓦湖从湖岸接收的有机物很少。 从理论上讲，日内瓦湖每年的碳平衡应该是中性的，冬季二氧化碳生成量（来自有机物分解和水体混合）与夏季二氧化碳吸收量（由于藻类光合作用）相平衡。 那么，为什么日内瓦湖仍然排放大量的二氧化碳呢？

联合国教科文组织的一个科学家小组刚刚破译了其中的机理。 大部分排放物实际上来自湖泊上游盆地岩石的自然侵蚀。 当雨水冲刷岩石时，会释放出碳酸氢盐和钙离子，然后流入湖中。

共同作者玛丽-埃洛迪-佩尔加（Marie-Elodie Perga）在LéXPLORE上。 资料来源：洛桑大学

夏季，在热量和藻类生长的作用下（藻类会改变水的 PH 值并起到催化作用），离子会形成微小的石灰石颗粒。 这就是所谓的方解石沉淀。 这种化学反应会释放出二氧化碳 ，使湖水在温暖的季节呈现出乳白色的蓝绿色。 藻类继续吸收二氧化碳，但这并不足以弥补岩石侵蚀产生的大量二氧化碳。 因此，额外的排放是地质过程的结果，而不仅仅是以前认为的生物过程。

这一发现发表在Science Advances上。

"我们的研究结果不仅解释了日内瓦湖的碳循环，还揭示了一个适用于世界上多个大湖的普遍过程，"该研究的共同作者、联合国国际法研究所地球科学与环境学院湖沼学教授玛丽-埃洛迪-佩尔加（Marie-Elodie Perga）解释说。"从我的毕业论文开始，这个问题就一直困扰着我。利用世界上独一无二的科学基础设施--LéXPLORE 平台（见插图），我们能够在非常精细的尺度上观测、模拟和等效这些过程，为传统的碳循环建模提供了缺失的部分。 这个漂浮在日内瓦湖上的实验室可以连续、高频率地监测与碳循环相关的各种参数。"

除了这一纯粹的科学发现之外，这一新数据对于应对全球变暖也至关重要。

"我们每年都要进行评估，以确定地球上碳的排放（源）和储存（汇）。深入了解二氧化碳是如何在大陆、水和大气之间自然迁移、储存和转化的，这一点非常重要。 只有具备全球视野，我们才能采取有效行动应对全球变暖。"

LéXPLORE 是一个 10 米 x 10 米的科研平台，位于瑞士日内瓦湖上，距离湖岸近 600 米。 它配备了高科技仪器（109 个传感器），可在任何天气条件下进行日夜连续测量。

LéXPLORE 汇集了五家机构（EPFL、EAWAG、INRAE、UNIL、UNIGE），对湖泊及其大气进行尖端的多学科研究。 它还被用作培训和教学设施，以及面向公众的普及工具。

编译自/ScitechDaily