该研究提出了一种新机制，即吹拂的矿物尘埃与海雾混合形成矿物尘埃-海雾气溶胶（MDSA）。研究结果表明，阳光触发了 MDSA，导致产生大量氯原子。这些原子反过来又通过一种称为光催化的过程氧化大气中的甲烷和对流层臭氧。研究发现，MDSA 主要由来自撒哈拉沙漠的气载尘埃和来自海洋的海盐气溶胶混合而成，是北大西洋上空大气中氯的主要来源。

这项研究将全球建模与实验室和实地观测相结合，其中包括巴巴多斯的空气样本，这些样本显示稳定同位素 13CO 出现季节性消耗，这一异常现象困扰了科学家 20 年之久。他们知道，观测到的 13CO 和 C18O 的变化是氯原子与甲烷发生反应的证据，而一氧化碳是大气中甲烷氧化的第一种稳定产物。但已知的大气氯源无法解释 13CO 的损耗程度，直到现在。

van Herpen 等人利用全球三维化学-气候模型（CAM-Chem）发现，当将 MDSA 机制产生的氯增加纳入模型时，结果与巴巴多斯数据非常吻合，并解释了 13CO 的损耗。

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该研究发现，如果将在北大西洋观测到的 MDSA 效应推及全球，并且如果其在世界其他地区的效率类似（这两个领域尚不十分清楚，需要进一步研究），那么全球大气中的氯浓度可能比之前估计的高出约 40%。将这一因素纳入全球甲烷模型可能会改变我们对甲烷排放源相对比例的理解。

撒哈拉沙尘暴在大西洋上空移动的卫星图像。图片来源：美国国家航空航天局

甲烷是一种强效温室气体，其全球变暖潜势（GWP）在 20 年内比二氧化碳高 83 倍，在 100 年内比二氧化碳高 30 倍，约占现代变暖因素的三分之一。目前，大气中的甲烷浓度比前工业化时代高出近 2.6 倍，并且正在加速上升，2020 年和 2021 年将出现有记录以来的最大年度增长。据了解，人为甲烷排放是导致整体上升的主要原因，自然排放增加以及人为排放各种气体导致的大气化学变化也是原因之一。

虽然人们对最近甲烷上升加速的原因还不是很清楚，但 van Herpen 等人的研究可能发现了一条重要线索。研究得出的结论是，活性氯比以前认为的要多，对 13C 有影响，这表明来自农业和湿地等生物源的甲烷可能有所增加。这表明生物甲烷所起的作用可能比以前估计的略大。

PNAS 研究报告的第一作者 Maarten van Herpen 说："随着全球气温升高，湿地和农业等生物源的甲烷排放量可能会增加。但最近北非沙尘的增加可能增加了甲烷在大气中的氧化作用，部分掩盖了生物甲烷排放量的增长。考虑到这一点，调整大气模型可能会显示，生物源甲烷排放量的增长速度比我们想象的还要快。"

哥本哈根大学教授马修-约翰逊（Matthew Johnson）说："当这些发现被纳入甲烷预算时，很可能会增加我们对有多少甲烷来自生物源的评估。虽然就全球甲烷而言，MDSA 的甲烷氧化作用相对较小，但我们的数据显示，它正在导致甲烷中 13C 丰度的巨大变化，而 13C 丰度是用来确定甲烷来源的。过去几年，大气中甲烷的增加速度比以往任何时候都要快，了解其原因非常重要。模型需要考虑修订后的氯同位素转变，以便清楚地了解生物甲烷的增加情况，这已被确定为一个关键的临界点。"

该研究认为，MDSA 机制如何在世界其他地区运行还不十分清楚，需要进一步研究。后续研究正在进行中。

Van Herpen 说："我们目前的研究重点是更好地了解究竟是什么影响了 MDSA 粒子从大气中清除多少甲烷，为此，我们正在分析由大气观测站和商业船只提供的来自北大西洋各地的空气样本。海员们在穿越非洲尘埃云时向烧瓶中注入空气，有助于推进我们的研究。到目前为止，我们已经收集了 500 个烧瓶。早期结果非常令人鼓舞，但我们需要一整年的数据才能得出结论"。

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