本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
作者：尤恩·尼斯贝特。
当 MAMM 团队的大部分成员在天空中辛勤工作，与飞行员在颠簸时翻飞的咖啡杯作斗争时，我们中的一些人则在下面的泥泞中，喂养着可怜的营养不良的北方蚊子和驼鹿蝇。
我们正在努力做的是发现湿地的碳特征。北方湿地产生大量甲烷，但其他北方来源，如天然气泄漏（世界上最大的气田之一位于北极圈以北）以及最近成为新闻焦点的甲烷水合物也产生甲烷。
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每个单独的甲烷来源都有其特征性的碳特征。碳有两种稳定的形式——碳 12 和稍重的碳 13。还有一种稀有的放射性碳 14，考古学家用它来确定旧文物的年代。生物过程偏爱 12 形式，因为它更容易结合到生物分子中。每次生物循环碳时，有机物中的碳 12 会逐渐富集，而碳 13 会逐渐减少。当生物碳最终以甲烷气泡的形式返回空气中时，它会高度富集碳 12。相反，碳 13 在由无机过程（如火灾）或地质加热或煤田释放的天然气产生的甲烷中含量更高。
因此，如果我们嗅一下空气，我们就可以知道甲烷来自哪里。甲烷是生物产生的吗？那么它相对富含碳 12。还是来自地质或火灾？那么它的碳 13 则稍微重一些。
此外，我们可以通过倒推天气预报计算机模型来追踪风。例如，如果我们闻到爱尔兰空气中富含碳 13 的空气，我们可以追踪风回到魁北克的火灾现场。几年前，“重”甲烷抵达新西兰。空气经过印度洋，最后一次离开陆地是在遥远的莫桑比克。那里曾有携带富含碳 13 的甲烷的烟羽被探测到。因此，惠灵顿附近的甲烷碳 13 嗅探实际上闻到了非洲南部的草火。
但是要做到这一点，我们需要准确测量每种主要甲烷来源的典型碳 12 和碳 13 指纹是什么。这很困难，因为它们各不相同。这些来源以千分比数字的差异来引用，与相对富含碳 13 的标准相比。“千分比”类似于百分比，但每千分之几，写为 ‰，其中负值是轻的，非常负的值是非常轻的。因此，北方湿地和沼泽甲烷可能非常轻，范围从大约 -60 到 -70‰ 左右，而来自火灾或煤矿的甲烷可能重得多（负值较小），约为 -25‰。牛的呼吸和垃圾填埋场的甲烷介于这些极端之间，通常在 -50 到 -60‰ 之间，来自西伯利亚大型气田的天然气也是如此。
例如，如果我们闻到风中异常高的甲烷，并计算出增量的特征，我们就可以弄清楚它来自哪种类型的来源。然后我们可以倒推风，并尝试查明来源。例如，如果在夏季，来自斯匹茨卑尔根的东风携带碳含量为 -70‰ 的甲烷，我们通常可以将风倒推到西西伯利亚的沼泽和湿地。但是在冬季，来自西伯利亚的同一股东风可能携带碳含量为 -55‰ 的甲烷，这表明它来自鄂毕河河口周围的气田。这种甲烷“望远镜”——也许“遥鼻”可能是一个更好的术语——非常适合弄清楚是谁制造了这种气体。
但是要做到这一点，我们需要测量来源。而北方最大的来源是北方森林和沼泽的湿地。我们如何测量它们？——我们会在蚊虫肆虐的沼泽中低洼而泥泞地跋涉，躲避熊、狼和驼鹿，然后带着塑料袋和钢制气瓶返回。我们拿着长杆，连接着连接到小型泵的软管，并收集枕头大小的空气袋。一些样品来自沼泽的低处，而另一些样品来自将杆子高高举向风中，因此我们获得了一系列值。最好的采样是在 24 小时内以 2 小时间隔进行，包括空气混合的温暖午后和当地排放物丰富的寒冷黎明。凌晨 1 点，你很可能会遇到狼、驯鹿或熊（尤其是在加拿大，那里它们还会提供很好的驼鹿肉）。蚊子一直在攻击，虫子则会抓住皮肤并大吃大喝。如果你没有带着被咬得像红色气泡纸一样的脸和手臂爬回营地，那就说明你没有在工作。在 24 小时的努力中没有睡眠，只是在采样警报之间小睡一下，同时不停地拍打着咬人虫。
然后，在检查我们没有吸入任何蚊子之后，我们将样品运回实验室进行分析。如果我们的样品具有一系列甲烷含量，那么我们就可以绘制“基林图”。这是一个甲烷中碳 12 与碳 13 的比率与甲烷浓度倒数（浓度的倒数）的图表。如果您绘制出许多具有可变碳 12:碳 13 和浓度的点，您通常会得到一条漂亮的直线。在轴上，当 1/浓度为零时（即，源浓度为无穷大），该线的截距给出典型来源的碳 12:碳 13 值。
在 2013 年的夏季活动中，我们正在测量不同地方的沼泽。戴夫·洛瑞正在穿越瑞典北部和芬兰，绘制整个源区域的甲烷浓度和碳 12 与碳 13 的比率图。丽贝卡·费舍尔正在瑞典西北部阿比斯库国家公园周围的沼泽、泥炭地和沼泽中工作。尤恩·尼斯贝特和玛丽·福勒刚刚结束了与加拿大环境部的合作，从加拿大北部安大略省北部和萨斯喀彻温省北部穿越加拿大北部的泥炭沼泽的主要实地考察回来，以表征那里的碳 12 与碳 13 的特征，现在将穿越波的尼亚湾以北的瑞典和芬兰湿地。他们都将慷慨地用极好的新叮咬喂养虫子。
在空中，詹姆斯·弗朗西斯、丽贝卡和戴夫将乘坐飞机收集空气样本。最近从大西洋船只航行返回的马蒂亚斯·拉诺瓦塞尔将提供帮助。通过比较飞机样本中甲烷的碳 12 与碳 13 的比率与地面测量的碳特征，并通过回溯所采样气团的风向运动，我们可以弄清楚源是什么。
例如，在之前的工作和 2012 年飞往斯匹茨卑尔根的航班中，我们确定东风中的夏季甲烷来源几乎完全来自湿地。与背景相比，来自东部（俄罗斯北部）的夏季高甲烷输入几乎全部是生物来源，来自沼泽。当时气田处于低潮，幸运的是很少发生火灾。结果意味着其他更多的地质来源处于静止状态。
由此可以推断出，来自分解的甲烷水合物的甲烷输入非常少。由于水合物分解不是季节性的，那么如果夏季没有大量的水合物输入，那么冬季也可能没有。当然，这种情况可能会改变，而且我们的风来自西伯利亚中北部，而不是远东地区，但我们没有发现强烈的水合物信号。水合物甲烷排放最近在新闻中被大量报道，但在北极风中它们很害羞。
现在有人有抗组胺剂吗？
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