Солнечный свет, а не микробы, является ключом к выбросу углекислого газа в Арктике

Однако новое исследование, финансируемое Национальным научным фондом и опубликованное на этой неделе в журнале Science, заключает, что солнечный свет, а не бактерии, является ключом к запуску производства CO2 из материалов, выделяемых арктическими почвами.По словам ученых, это открытие особенно важно, поскольку изменение климата может повлиять на то, когда и как оттаивает вечная мерзлота, что запускает процесс преобразования органического углерода в CO2.«Вечная мерзлота в Арктике содержит около половины всего органического углерода, заключенного в почве на всей Земле, и в два раза больше, чем в атмосфере», — сказал Байрон Крамп, микробиолог из Университета штата Орегон и соавтор научного исследования. . «Это представляет собой серьезное изменение в представлении о том, как работает углеродный цикл в Арктике».

Преобразование углерода почвы в двуокись углерода — это двухэтапный процесс, отмечает Роуз Кори, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Мичиганском университете и ведущий автор исследования. Сначала вечная мерзлота должна оттаять, а затем бактерии должны превратить углерод в парниковые газы — углекислый газ или метан. По ее словам, хотя большая часть этого процесса преобразования происходит в почве, большое количество углерода вымывается из почвы в реки и озера.«Оказывается, в арктических реках и озерах солнечный свет быстрее, чем бактерии, превращает органический углерод в CO2», — сказал Кори. «Это новое понимание действительно важно, потому что, если мы хотим получить правильный ответ о том, как потепление в Арктике может влиять на остальной мир, мы должны понимать механизмы контроля за круговоротом углерода.

«Другими словами, если мы будем рассматривать только то, что делают бактерии, мы получим неправильный ответ о том, сколько СО2 может в конечном итоге высвободиться из арктических почв», — добавил Кори.Исследовательская группа измерила скорость, с которой бактерии и солнечный свет преобразовали растворенный органический углерод в углекислый газ во всех типах рек и озер Арктики Аляски, от рек с ледниковым питанием, стекающих с хребта Брукс, до озер, окрашенных танином, на прибрежной равнине.

Ученые отметили, что измерение этих процессов важно, потому что типы и активность бактерий различны, а количество солнечного света, которое достигает источников углерода, может различаться в зависимости от водоема.Однако практически во всех пресноводных системах, которые они измеряли, солнечный свет всегда быстрее, чем бактерии, преобразовывал органический углерод в CO2.«Это связано с тем, что большая часть пресной воды в Арктике неглубокая, а это означает, что солнечный свет может достигать дна любой реки — и большинства озер — так что растворенный органический углерод не остается в темноте», — сказал Крамп, доцент. в Колледже наук о Земле, океане и атмосфере штата Орегон. «Кроме того, в Арктике мало затенения рек и озер, потому что здесь нет деревьев».Еще один фактор, ограничивающий вклад микробов, заключается в том, что в этих холодных, богатых питательными веществами водах бактерии растут медленнее.

«Следовательно, свет может иметь огромное влияние на органическое вещество», — отмечает Кори из Мичиганского университета.Источником всего этого органического углерода являются в первую очередь тундровые растения — они накапливались сотни тысяч лет, но полностью не разрушаются сразу из-за низких температур в Арктике. Как только растительный материал проникает достаточно глубоко в почву, разложение прекращается, и он сохраняется, как торф.

«Уровень оттаивания может достигать только фута или около того, даже летом», — сказал Крамп. «Прямо сейчас оттепель начинается незадолго до летнего солнцестояния. Если времена года начнут меняться с изменением климата — а оттепель начнется раньше, подвергая органический углерод из вечной мерзлоты большему количеству солнечного света — это потенциально может спровоцировать выброс большего количества CO2 ».Научное сообщество еще не смогло точно рассчитать, сколько органического углерода из вечной мерзлоты превращается в CO2, и поэтому они признают, что будет трудно отслеживать потенциальные изменения из-за изменения климата.

«Мы должны предположить, что по мере того, как все больше материалов тает и попадает в арктические озера и реки, все больше материалов будет преобразовано в CO2», — сказал Крамп. «Проблема в том, как это измерить».Некоторые данные для исследования были предоставлены в рамках проекта долгосрочных экологических исследований в Арктике Национального научного фонда, который действует в Арктике почти 30 лет.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.