採掘地的風化率指數高於未採掘地

山頂移除(Mountaintop removal)是阿巴拉契亞中部大部分地區使用的一種煤礦開採技術，是地表採礦的一種極端形式，挖掘深達600英尺(約為足球場長度的兩倍)的山脊，並在基岩和煤渣中埋藏鄰近的山谷和溪流。人們早就知道，這種開採活動對下游水質有負面影響。

科羅拉多州立大學(Colorado State University)流域科學家馬修?羅斯(Matthew Ross)領導的一項新研究發現，許多此類水質影響都是由開採景觀的化學風化率急劇上升造成的。開採景觀融化基岩的速度是未開採區域的45倍。此外，風化對硫的循環具有全球性的影響，硫是所有生命形式的關鍵營養物質。

研究結果表明，當人們遷移大量基岩和土壤建造城市或開採資源時，會完全改變和加速陸地的自然風化過程，從而影響下游的水質。

羅斯(Ross)是生態系統科學與可持續性系的助理教授，他將化學風化率描述為有史以來觀測到的最高比率之一，與全球的景觀相比。這項研究發表在《全球生物地球化學循環》(Global biochemistry Cycles)期刊上，題目是「黃鐵礦氧化作用導致山頂景觀異常高的風化率和地質二氧化碳釋放」。

這種日益加劇的風化作用——就像許多與礦山相關的影響一樣——開始於硫化鐵或黃鐵礦——一種通常在煤炭中發現的被稱為愚人金的礦物——暴露在空氣中。這就產生了硫酸，使礦井裡的水具有極強的酸性和腐蝕性。為了中和酸，在阿巴拉契亞中部的大部分地區，含黃鐵礦的岩石被碳酸鹽岩石所包圍。

雖然這限制了酸礦的排水問題，但這些產生酸和中和反應為基岩的快速化學風化創造了理想條件，對這些地貌的地質碳循環有著驚人的影響。在大多數經歷化學風化的地區，二氧化碳溶解成碳酸，一種弱風化劑。當碳酸與硅酸鹽或岩石形成礦物發生反應時，二氧化碳被永久地鎖在基岩中，在數百萬年的時間裡平衡著碳循環。在未開採的土地上，這一過程為大氣二氧化碳(CO2)提供了一個緩慢但不可避免的下沉過程。

在含豐富硫酸的開採景觀中，風化反應不再依賴碳酸，地質固碳潛力被消除。相反，硫酸會使酸中和的碳酸鹽岩流失，從而將二氧化碳釋放到大氣中。這意味著，在這些地區停止開採很久之後，研究人員估計，地表植物吸收的20%到90%的碳將被釋放到大氣中而抵消。羅斯說:「由於這種風化現象發生得非常快，而且由硫酸驅動，這就形成了一種二氧化碳的來源。」「你正在迅速地溶解地貌，釋放出大量的岩石碳。」

這種區域性影響還對硫的循環產生全球性影響，硫是一種對所有生命形式都很重要的元素。阿巴拉契亞的山頂採礦作業只佔地球陸地面積的0.006%，佔全球硫從陸地到海洋運輸總量的7%。

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