Optøning af permafrostmikrobiomer brænder klimaændringer

En international undersøgelse ledet af University of Queensland kan føre til mere præcise forudsigelser eller hastigheden af ​​global opvarmning fra drivhusgasemissioner produceret ved optøning af permafrost i de næste 100 år.

Studiet af de mikroorganismer, der er involveret i permafrostens kulstofnedbrydning, forbinder skiftende mikrobielle samfund og biogeokemi med stigningen i drivhusgasemissioner.

Det blev ledet af Australian Center for Ecogenomics forskere ved UQ School of Chemistry and Molecular Biosciences Dr. Ben Woodcroft, Ph.D. studerende Caitlin Singleton, Professor Gene Tyson og internationale kolleger.

"Når de globale temperaturer stiger, store mængder kulstof, der er afsat i flerårig frossen permafrost, bliver tilgængelige for mikrobiel nedbrydning, " sagde Dr. Woodcroft.

"Indtil nu, nøjagtig forudsigelse af drivhusgasemissioner produceret fra optøende permafrost er blevet begrænset af vores forståelse af permafrosts mikrobielle samfund og deres kulstofmetabolisme."

Ved at bruge sekventeringsteknikker udviklet af professor Tyson, over 200 prøver fra intakte, optøede og optøede permafroststeder i det nordlige Sverige blev undersøgt.

DNA-sekvenser af mere end 1500 mikrobielle genomer, alle nye for videnskaben og involveret i komplekse biokemiske netværk, blev gendannet.

Forskningen, som inkluderede ny metagenomics-software, der blev kørt på UQ-supercomputere, implicerede også en række af disse helt nye afstamninger i produktionen af ​​drivhusgasser.

Fru Singleton sagde, at permafrost gemmer omkring 50 procent af det samlede globale jordkulstof (eller 1580 milliarder tons).

"Rapporten fra det mellemstatslige panel om klimaændringer anslog, at mellem 30 og 99 procent af permafrosten nær overfladen kunne forsvinde inden 2100, " hun sagde.

"Nordlige permafrostvådområder bidrager med en betydelig del af de globale metan-emissioner, især da kollapsende permafrost kan skabe de perfekte anaerobe forhold for metanproducerende mikroorganismer (metanogener), og deres metaboliske partnere, At trives.

"Dette er vigtigt, da metan er en potent drivhusgas - 25 gange mere effektiv til at fange solens stråling i vores atmosfære end kuldioxid."

Hun sagde, at når permafrosten tøer op, metan-emissioner stiger, forårsager en positiv feedback-loop, hvor øget atmosfærisk opvarmning forårsagede mere optøning.

Undersøgelsen er publiceret i Natur og medforfatter af forskere ved Ohio State University, Rochester Institute of Technology, Florida State University, Pacific Northwest National Laboratory, University of New Hampshire, Stockholm Universitet, og University of Arizona.