Tømning af grundvand kan være en betydelig kilde til atmosfærisk kuldioxid

Mennesker tilføjer måske store mængder kuldioxid til atmosfæren ved at bruge grundvand hurtigere, end det fyldes op, ifølge ny forskning. Denne proces, kendt som nedbrydning af grundvand, frigiver en betydelig mængde kuldioxid i atmosfæren, som forskere hidtil har overset ved beregning af kulstofkilder, ifølge den nye undersøgelse.

Undersøgelsens forfattere vurderer, at udtømning af grundvand i USA kan være ansvarlig for hvert år at frigive 1,7 millioner tons (3,8 milliarder pund) kuldioxid til atmosfæren.

Baseret på disse tal, udledning af grundvand bør være blandt de 20 største kilder til kulstofemissioner dokumenteret af US Environmental Protection Agency (EPA) og det mellemstatlige panel for klimaændringer (IPCC). Dette ville betyde, at kuldioxid, der udsendes ved nedbrydning af grundvand, kan sammenlignes med det kulstof, der genereres fra aluminium, glas, og zinkproduktion i USA, ifølge undersøgelsens forfattere.

"Vi var lidt overraskede over, at dette ikke er blevet redegjort for i litteraturen og i [EPA og IPCC] evalueringer, "sagde David Hyndman, en hydrogeolog ved Michigan State University i East Lansing, Michigan og medforfatter af den nye undersøgelse accepteret til offentliggørelse i Jordens fremtid , et tidsskrift for American Geophysical Union.

Grundvandsforringelsens indvirkning på kulstofemissioner er betydelig, men relativt lille i forhold til de førende bidragsydere, ifølge forfatterne. For eksempel, forskere vurderer, at forbrænding af fossilt brændstof i USA er ansvarlig for hvert år at frigive mere end 5 milliarder tons (11 billioner pund) kuldioxid til atmosfæren, tæt på 3, 000 gange den mængde, der frigives fra grundvandsudtømning. Stadig, undersøgelsesforfatterne hævder, at forståelse af alle kilder til kuldioxidemissioner er vigtig for at lave præcise klimaændringer og finde løsninger.

"Det kommer ikke til at ændre den måde, vi tænker på de globale klimaændringer på. Det er bare en anden faktor, som vi skal overveje, "sagde Warren Wood, en hydrogeolog ved Michigan State University og medforfatter af det nye studie.

"Dette er en idé, som flere af os har slået lidt rundt, men jeg synes tilgangen her er virkelig ny, "sagde Bill Simpkins, en hydrogeolog ved Iowa State University i Ames, Iowa, der ikke var involveret i undersøgelsen. "[Tømning af grundvand] er bestemt ikke en dokumenteret kilde, som folk føler sig forpligtet til at lægge i deres klimaestimater."

Grundvands kulstofcyklus

Regn, der falder fra himlen, indeholder den samme mængde kuldioxid som i atmosfæren. Men kuldioxidindholdet i jorden er op til 100 gange større end kuldioxidniveauerne i atmosfæren, fordi jordmikroer nedbryder organisk kulstof til kuldioxid. Når regnvand rammer jorden og perkolerer gennem Jordens klipper og sedimenter, vandet opløser ekstra kulstof, der produceres af disse mikrober.

Hvis det overlades til sig selv, dette kulstofrige vand forbliver under jorden i hundreder til tusinder af år, før det dukker op i oceaner eller ferskvandsforekomster. Men mennesker udvinder nu grundvand i et hidtil uset tempo for at opretholde en voksende befolkning. USA alene suger næsten 80 milliarder gallon (303 milliarder liter) vand fra jorden hver dag for at levere drikkevand og skylle afgrøder, nok vand til at fylde Utahs Great Salt Lake fem gange om året.

Analyse af udtømningens indvirkning

Woods forskning har stort set fokuseret på hydrogeologi i tørre områder, men han husker, at han pludselig kom med konceptet til det nye studie en morgen efter kaffe. "Det kom til mig omkring kl. 9:30 og kl. 11:30 fik jeg det første udkast til manuskriptet udført, "Sagde træ.

I den nye undersøgelse, Wood og Hyndman analyserede grundvandsspild og grundvandets kulstofkemidata fra U.S.Geological Survey (USGS) for at beregne, hvor meget kuldioxid der sandsynligvis overføres fra grundvand til atmosfæren hvert år.

USGS -forskere anslår, at USA årligt udtømmer 25 kvadratkilometer (9,7 kvadratkilometer) grundvand, som indeholder cirka 2,4 millioner tons bicarbonat. Wood og Hyndman antog derefter konservativt, at halvdelen af ​​det frigivne bikarbonat omdannes til atmosfærisk kuldioxid.

Ud fra disse oplysninger, Hyndman og Wood anslog, at USA frigiver cirka 1,7 millioner tons kuldioxid om året i atmosfæren fra udledning af grundvand. Dette er mere end mængden af ​​kuldioxid produceret ved produktion af elektricitet, der bruges til at drive 250, 000 husstande i USA hvert år.

Forskere ved mindre om udtømning af grundvand på global skala, men Wood og Hyndman forudsiger, at udtømning af grundvand frigiver 9,7 til 13,5 millioner tons (21,4 til 29,8 milliarder pund) kuldioxid til atmosfæren hvert år globalt.

"Denne forbindelse mellem overfladevand og atmosfæren er en meget kreativ og original syntese. Jeg kender ikke nogen, der overhovedet har foreslået dette tidligere, "sagde Lenny Konikow, en videnskabsmand emeritus ved U.S. Geological Survey, der ikke var involveret i undersøgelsen.

Forskerne bemærker, at denne undersøgelse stadig kun er et indledende trin, men de håber, at deres undersøgelse vil fremprovokere dybdegående forskning om kuldioxidens rolle ved udledning af grundvand.

"Hvis vi kan forstå, hvordan mennesker har en effekt, forhåbentlig kan vi tage det næste trin og forsøge at afbøde nogle af disse effekter, "sagde Hyndman.