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Detecting the signature of permafrost thaw in Arctic rivers

永久冻土 溶解有机碳 北极的 环境科学 气候变化 热岩溶 地质学 溪流 总有机碳 水文学(农业) 自然地理学 地球科学 海洋学 环境化学 地理 化学 计算机科学 岩土工程 计算机网络
作者
Robert G. M. Spencer,P. J. Mann,Thorsten Dittmar,Timothy I. Eglinton,Cameron McIntyre,R. M. Holmes,N. Zimov,Aron Stubbins
出处
期刊:Geophysical Research Letters [American Geophysical Union]
卷期号:42 (8): 2830-2835 被引量:331
标识
DOI:10.1002/2015gl063498
摘要

Abstract Climate change induced permafrost thaw in the Arctic is mobilizing ancient dissolved organic carbon (DOC) into headwater streams; however, DOC exported from the mouth of major arctic rivers appears predominantly modern. Here we highlight that ancient (>20,000 years B.P.) permafrost DOC is rapidly utilized by microbes (~50% DOC loss in <7 days) and that permafrost DOC decay rates (0.12 to 0.19 day −1 ) exceed those for DOC in a major arctic river (Kolyma: 0.09 day −1 ). Permafrost DOC exhibited unique molecular signatures, including high levels of aliphatics that were rapidly utilized by microbes. As microbes processed permafrost DOC, its distinctive chemical signatures were degraded and converged toward those of DOC in the Kolyma River. The extreme biolability of permafrost DOC and the rapid loss of its distinct molecular signature may explain the apparent contradiction between observed permafrost DOC release to headwaters and the lack of a permafrost signal in DOC exported via major arctic rivers to the ocean.

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