Uwalnianie gazów cieplarnianych z wiecznej zmarzliny to inf

Około jedna czwarta węgla organicznego znajdującego się w bogatej w lód arktycznej wiecznej zmarzlinie jest znacznie trudniejsza do wykorzystania przez mikroorganizmy. Powodem tego jest silne wiązanie materii organicznej powstającej z martwych szczątków roślin z cząstkami gleby mineralnej. Tak wynika z badań przeprowadzonych przez grupę badawczą kierowaną przez prof. dr Janet Reithmeyer i dr Jannika Martinsa z Instytutu Geologii i Mineralogii Uniwersytetu w Kolonii. Dlatego dokładne prognozy emisji gazów cieplarnianych z osadów wiecznej zmarzliny są bardziej złożone niż wcześniej zakładano.

Wyniki wspólnego projektu, który został sfinansowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF), zostały opublikowane w artykule „Fiksacja węgla organicznego związanego z minerałami w wiecznej zmarzlinie wiecznej zmarzliny” w czasopiśmie. Komunikacja natury.

Arktyka ociepla się bardzo szybko w porównaniu z innymi częściami świata. Większość z nich jest pokryta wieczną zmarzliną i zawiera duże ilości węgla, prawie dwa razy więcej niż atmosfera. Ten węgiel pochodzi z roślin, które rosły przez tysiące lat, rozkładały się w glebie, a następnie „zestalały się”. Przy wysokich temperaturach w Arktyce ta ogromna zamrażarka szybko się topi. Zgromadzony w nim starożytny węgiel może teraz zostać rozłożony przez mikroorganizmy, uwalniając dwutlenek węgla i metan do atmosfery. Te gazy cieplarniane przyspieszają globalne ocieplenie. Im wyższa temperatura, tym więcej gazów cieplarnianych uwalnia się z wiecznej zmarzliny, co powoduje jeszcze większy wzrost temperatury i szybsze zamarzanie gleby i osadów. „Istnieje sprzężenie zwrotne węgla w wiecznej zmarzlinie z klimatem, a ich siła zależy w dużej mierze od tych czynników, które wpływają na rozkład drobnoustrojów” – powiedziała Janet Retheimer.

W ramach wspólnego projektu badawczego naukowcy z Instytutu Zoologii Uniwersytetu w Kolonii, Uniwersytetu w Tybindze, Uniwersytetu Technicznego w Monachium i Instytutu Alfreda Wegenera w Poczdamie badali rdzenie wysokiej wiecznej zmarzliny z syberyjskiej Arktyki. Rdzenie pochodzą z bogatych w lód, drobnoziarnistych złóż – podobnych do lessu na naszych szerokościach geograficznych – które zostały zdeponowane na dużych obszarach Syberii i Alaski podczas ostatniej epoki lodowcowej. Rdzenie o średnicy do 12 metrów składają się z osadów osadzonych w okresie do 55 000 lat.

Analizy rdzeni wiecznej zmarzliny wskazują, że znaczna część (25–35%) węgla związana jest z cząstkami mineralnymi i przez to jest trudno dostępna dla mikroorganizmów. „Przewidywania interakcji między topniejącą wieczną zmarzliną a klimatem są bardzo złożone, ponieważ mikrobiologiczny rozkład materii organicznej w osadach zmieniał się znacznie w ciągu ostatnich 55 000 lat. Wynika to z różnych warunków klimatycznych podczas tak długiego okresu depozycji” – wyjaśniła Janet Rethemeier. Cieplejsze warunki spowodowały, że wilgoć doprowadziła do słabego wiązania węgla z cząstkami mineralnymi, podczas gdy chłodniejszy, bardziej suchy klimat doprowadził do silniejszego wiązania, głównie z tlenkami żelaza. Silniejsze wiązanie z tlenkami żelaza oznacza mniejsze tempo rozkładu starożytnego materiału roślinnego – wyjaśnia prof. Michała Bonkowskiego z Instytutu Zoologii, Zakładu Środowiska Lądowego Uniwersytetu w Kolonii w eksperymentach laboratoryjnych.

„Te nowe odkrycia mogą znacząco przyczynić się do stworzenia bardziej niezawodnych modeli komputerowych do przewidywania emisji gazów cieplarnianych z rozmrażania wiecznej zmarzliny” – powiedział Jannick Martins, który obecnie prowadzi badania na Uniwersytecie Columbia w Nowym Jorku.