Arctic Permafrost Thawing Enhances Sulfide Oxidation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Permafrost degradation is altering biogeochemical processes throughout the Arctic. Thaw‐induced changes in organic matter transformations and mineral weathering reactions are impacting fluxes of inorganic carbon (IC) and alkalinity (ALK) in Arctic rivers. However, the net impact of these changing fluxes on the concentration of carbon dioxide in the atmosphere (pCO2) is relatively unconstrained. Resolving this uncertainty is important as thaw‐driven changes in the fluxes of IC and ALK could produce feedbacks in the global carbon cycle. Enhanced production of sulfuric acid through sulfide oxidation is particularly poorly quantified despite its potential to remove ALK from the ocean‐atmosphere system and increase pCO2, producing a positive feedback leading to more warming and permafrost degradation. In this work, we quantified weathering in the Koyukuk River, a major tributary of the Yukon River draining discontinuous permafrost in central Alaska, based on water and sediment samples collected near the village of Huslia in summer 2018. Using measurements of major ion abundances and sulfate () sulfur (34S/32S) and oxygen (18O/16O) isotope ratios, we employed the MEANDIR inversion model to quantify the relative importance of a suite of weathering processes and their net impact on pCO2. Calculations found that approximately 80% of in mainstem samples derived from sulfide oxidation with the remainder from evaporite dissolution. Moreover, 34S/32S ratios, 13C/12C ratios of dissolved IC, and sulfur X‐ray absorption spectra of mainstem, secondary channel, and floodplain pore fluid and sediment samples revealed modest degrees of microbial sulfate reduction within the floodplain. Weathering fluxes of ALK and IC result in lower values of pCO2 over timescales shorter than carbonate compensation (∼104 yr) and, for mainstem samples, higher values of pCO2 over timescales longer than carbonate compensation but shorter than the residence time of marine (∼107 yr). Furthermore, the absolute concentrations of and Mg2+ in the Koyukuk River, as well as the ratios of and Mg2+ to other dissolved weathering products, have increased over the past 50 years. Through analogy to similar trends in the Yukon River, we interpret these changes as reflecting enhanced sulfide oxidation due to ongoing exposure of previously frozen sediment and changes in the contributions of shallow and deep flow paths to the active channel. Overall, these findings confirm that sulfide oxidation is a substantial outcome of permafrost degradation and that the sulfur cycle responds to permafrost thaw with a timescale‐dependent feedback on warming.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».