Undersøgelse af oceanisk sort kulstof afdækker mysterium i den globale kulstofcyklus

For at forstå den globale kulstofcyklus, "sort kulstof"-forfaldsresistente kulstofmolekyler ændret ved udsættelse for ild eller forbrænding-har længe været formodet at stamme fra land og arbejde sig til havet via floder og vandløb. Et uventet fund offentliggjort i dag i Naturkommunikation udfordrer den længe bevarede antagelse og introducerer et pirrende nyt mysterium:Hvis oceanisk sort kulstof er væsentligt forskelligt fra det sorte kulstof, der findes i floder, hvor kom det fra?

"Underskriften af ​​oceanisk opløst sort kulstof er meget forskellig fra den ved flodopløst sort kulstof, rejser en lang række grundlæggende spørgsmål, "sagde Sasha Wagner, en Rensselaer Polytechnic Institute adjunkt i jord- og miljøvidenskab og hovedforfatter af forskningen. "Er der andre kilder til opløst sort kulstof? Nedbrydes det væk i floder, afsondret i sedimenter, eller ændret til ukendelighed, før det når det åbne hav? Er det, vi har målt, faktisk brandafledt? "

Ved at stille spørgsmålstegn ved oprindelsen af ​​oceanisk sort kulstof, forskningen offentliggjort i Naturkommunikation sammensætter faktisk et puslespil, som Wagner har undersøgt. Radiocarbon datering viser opløst sort kulstof i de dybe oceaner til at være så meget som 20, 000 år gammel, mens beregninger anslår, at floder kunne erstatte hele mængden af ​​oceanisk opløst sort kulstof på cirka 500 år. Hvis så meget opløst sort kulstof har bevæget sig ned ad floden til havet, tilsyneladende i årtusinder, hvorfor finder forskere ikke mere af det?

Ved udforskning af sådanne spørgsmål, Wagner udviklede en ny teknik til analyse af sort kulstof. Kilder til sort kulstof er traditionelt blevet sporet ved hjælp af et forhold mellem molekylære proxyer. Men, da forholdet let kan ændres ved udsættelse for sollys, metoden er upålidelig, når den bruges i vandmiljøer. Wagners nye tilgang inkorporerer kulstofisotoper - varianter af kulstof, der indeholder forskelligt antal neutroner - for at skelne forskellige kilder til opløst sort kulstof. Ved at udføre stabil carbonisotopanalyse på de enkelte proxymolekyler, det bliver muligt at spore terrestriske kilder til sort kulstof, når det bevæger sig fra jord til havet.

I hendes nyligt publicerede forskning, Wagner brugte teknikken til at stille et bredt spørgsmål, sammenligne prøver taget fra Atlanterhavet og Stillehavet med store floder, herunder Amazonas, Mississippi, Congo, og to arktiske floder.

Resultaterne viser, at oceanisk opløst sort kulstof indeholder en betydeligt højere andel kulstof-13 (en isotop af kulstof-12, der har en ekstra neutron) end opløst sort kulstof, der findes i globale floder.

"Værdierne er virkelig forskellige, og mens vi stadig er i de tidlige dage med at bruge denne metode, dette resultat fortæller os, at det sorte kulstof i havet ikke kommer fra floder, "Sagde Wagner." Riverine -opløst sort kulstof når ikke havene, og det rejser en masse spændende alternativer, vi bør undersøge. "

"Anvendelsen af ​​isotopforhold til at skelne den sorte oprindelse af sort kulstof fra søer og vandløb fra det, der findes i havet, har forstyrret nogle langvarige overbevisninger i det videnskabelige samfund." sagde Curt Breneman, dekan ved Rensselaer Videnskabsskole. "Sasha Wagners innovative tilgang til dette overbevisende spørgsmål er et godt eksempel på, hvordan fakultetsmedlemmer ved Rensselaer bliver ved med at skubbe videnskabens grænser fremad ved at stille hårde spørgsmål og udfordre status quo."