德克萨斯大学奥斯汀分校 杰克森学校的助理教授丹妮尔·雷姆普(戴着白帽子)和来自埃尔河临界区天文台和本古立昂大学的同事们安装了专门的取样口，用于收集断裂岩石中的水和气体
钻机用于创建一个对角孔，以容纳取样器的套筒
信用:威廉·E
黛德丽
我们脚下的岩床以不适宜居住而闻名
相比之下，众所周知，土壤中充满了生命——从微生物到植物根到虫子
这种观点认为土壤是森林产生的二氧化碳的最重要来源，二氧化碳是森林中生命的自然副产品
但是根据奥斯汀的德克萨斯大学领导的一项研究，主流观点只是触及表面
该研究发现，在基岩裂缝的地下深处也可能产生二氧化碳，根据季节的不同，这种来源可能占到陆地每日平均二氧化碳排放量的29%
这一发现并不意味着景观向大气中排放了更多的二氧化碳，但它确实挑战了关于二氧化碳在哪里产生的传统观点
它也有助于改善气候变化模型，因为了解二氧化碳是如何以及在哪里产生的，是建立准确预测的一个重要部分
这项研究将岩石中CO2的产生与地表下几米深的树根对水的季节性吸收联系起来，这一发现表明树根及其周围的微生物群落是CO2的来源——基岩裂缝是生命繁衍的地方
“从行动的角度来看，这是一个范式的转变，”丹尼尔·雷姆普说，他是德州大学杰克逊地球科学学院的助理教授，也是这项研究的合著者
“土壤可能不是森林中唯一的关键因素
" 这项研究发表于12月16日
6在JGR生物科学
杰克逊学校的研究生艾莉森·图恩是这项研究的主要作者，布兰登·明顿是杰克逊学校的研究工程科学家助理，他们在埃尔克里克附近的鳗鱼河临界区天文台收集基岩样本
基岩样本用于表征山坡上的岩石特性
信用:丹妮尔·莱普
杰克逊学校的研究生艾莉森·图恩领导了这项研究
其他合著者包括杰克逊学院教授菲利普·贝内特、伊利诺伊大学香槟分校研究生贾旺和伊利诺伊大学香槟分校助理教授珍妮弗·德鲁汉，他们在设计和执行这项研究中发挥了关键作用
土壤不会坐落在坚实的基岩上
相反，断裂和风化基岩的过渡带位于这两个极端之间
众所周知，这种蚀变岩石很难取样
这项研究依赖于一种埋在北加州山坡上的特殊取样工具，从断裂的基岩顶部延伸到底部，大约44英尺
这个工具很快揭示了这个地区是二氧化碳生产的活跃场所
“土壤下面有一个巨大的二氧化碳源，”特恩说
“当我们第一次在野外测量二氧化碳浓度时，我们对我们的发现感到非常兴奋
" 通过分析2017-2019年收集的数千份样本，研究人员发现二氧化碳并没有停留在原地
在旱季，二氧化碳主要进入土壤，然后释放到大气中
在雨季，当地下水上升填充裂缝时，近50%的二氧化碳溶解在水中，最终流向溪流和河流
研究人员发现，这种溶解的二氧化碳加剧了岩石风化，研究区地下水中多达80%的溶解碳来自断裂的基岩
莱普说，这一发现意义重大，因为这是科学家第一次能够查明山坡上正在发生的岩石风化
这项研究建立在越来越多的知识的基础上，表明断裂基岩是一个重要的生态区域
例如，在2018年的一项研究中，Rempe及其合作者发现了干旱期间支撑树木的断裂岩石中存在岩石水分的证据
莱斯大学研究碳如何在环境中循环的助理教授马克·托雷斯说，这项研究意义重大，因为它揭示了被认为是土壤和地下水之间“黑箱”的部分景观
“在我的工作中，我通常会舀起河水，我必须推断山下发生了什么，”他说
“这项工作真正令人印象深刻的是，他们如何观察到难以置信的难以看见的东西
" 研究人员正计划调查其他地方的断裂基岩，包括位于德克萨斯州滴水泉的266英亩的杰克逊学校怀特家庭户外学习中心的一个当地研究点
“断裂的基岩在德克萨斯州非常普遍，那里的土壤非常薄，而且有很多深深的根，”特恩说
“这可能是这些生态系统中碳循环的一个重要部分，理解这一点很重要，因为我们在前进，随着时间的推移，气候也会发生变化
"
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