Ferskvandssøer udleder allerede en fjerdedel af det globale kulstof - og klimaændringer kan fordoble det

Søer og damme er det sidste hvilested for mange af jordens planter. Floder samler meget af planetens døde organiske stof, transportere den til hvile i roligere farvande.

Men i mikroskopisk skala, søer er alt andet end rolige. En usynlig metropol af mikrober lever af disse træstammer og blade, producerer drivhusgasser som et biprodukt.

Som resultat, søer kan være ansvarlige for så meget som en fjerdedel af kulstoffet i atmosfæren - og stiger. Ny forskning udført med mine kolleger i Cambridge, Tyskland og Canada antyder, at emissioner fra ferskvandssøer kan fordobles i de kommende årtier på grund af klimaændringer.

Alt kendt liv på Jorden er lavet af kulstof. Når planter og dyr når slutningen af ​​deres liv, mikroorganismer som bakterier og svampe kommer til at feste. De lever af de kulstofbaserede rester af andre organismer og deres affaldsprodukter - samlet kendt som organisk materiale.

Som et biprodukt af denne uendelige fest, mikrober frigiver gasser som kuldioxid og metan til miljøet. Mens hver enkelt mikrobe frigiver en minimal mængde gas, de er de mest udbredte organismer på jorden, så det lægger op. Energi fra sollys kan også bryde de kemiske bindinger mellem molekyler af organisk stof, frigivelse af mindre molekyler, såsom kuldioxid, ind i miljøet.

Noget af denne nedbrydning sker på skovbunden. Men meget af det organiske stof, der falder til jorden, ender i vandet. Vinde, regn og sne transporterer det ind i søer, eller oftere i de floder, der fodrer dem.

Mængden af ​​drivhusgasser frigivet fra søer af mikrober og sollys er enorm. Oprindelige estimater var omkring 9% af det nettokulstof, der blev frigivet fra jordens overflade til atmosfæren - dvs. mængden, der frigives ud over Jordens kulstoflagringsprocesser.

Men, takket være forbedrede målinger, nyere forskning har revideret tallet til så højt som 25%. Disse tal er betydelige i betragtning af, at søerne kun udgør omkring 4% af den globale landoverflade.

I de kommende år, søer vil modtage mere og mere organisk stof, som mikrober kan fordøje. Et opvarmende klima vil give mere skovdække omkring søer og en større andel af løvtræer, såsom ahorn og egetræer, sammenlignet med nålebladede træer, såsom fyrretræer.

Kulstof i tusinde former

For at forstå, hvordan ændringer i skovene vil ændre den rolle, som søer spiller i kulstofkredsløbet, vi udførte et eksperiment i to canadiske søer.

Vi fyldte plastikbeholdere med sten, sand, ler og forskellige mængder og typer af organisk stof fra nærliggende skove. Dette var beregnet til at efterligne ændringen i skovdække og sammensætning, der forventes fra klimaændringer.

Derefter nedsænkede vi beholderne i lavvandede søvande, hvor organisk materiale højst sandsynligt ophobes, og overvågede dem i tre år.

Brug af nye teknikker til at analysere kulstofkemien i vand, vi fandt ud af, at de beholdere, der simulerede et niveau af skovvækst, der forventes i de næste par årtier, førte til mellem 1,5 og 2,7 gange flere drivhusgasser i vandet end forhold, der simulerer nutidens skovforhold.

Den usynlige mangfoldighed af organiske forbindelser i vandet var den vigtigste faktor, der forårsagede denne stigning - endnu vigtigere end mangfoldigheden af ​​mikrober og den samlede mængde organisk stof.

Den sandsynlige forklaring på dette resultat er, at de samme mikrober kan fodre på mange forskellige typer molekyler. Så efterhånden som antallet af kulstofbaserede forbindelser i vandet stiger, der er flere måder for mikrober at fodre og frigive drivhusgasser.

Alene stigningen i mangfoldigheden af ​​organisk stof var nok til at øge drivhusgaskoncentrationerne med omkring 50 %. Men størrelsen af ​​denne effekt blev næsten fordoblet i beholdere med mørkere overliggende vand - et scenario, der forventes i de fleste søer, da klimaændringer medfører øget trædække.

Nøjagtigt at spore, hvordan kulstof gør sin rejse fra land til atmosfære, er afgørende for at forudsige tempoet i klimaændringerne og afbøde dens virkninger. Ved bedre at forstå, hvordan vegetationen omkring søer styrer drivhusgaskoncentrationer i vand, vores forskning kan fortælle, om en ændring af den måde, vi forvalter jord i nærheden af ​​søer på, kan hjælpe med at reducere kulstofemissioner.

For eksempel, Vi ønsker måske at plante færre vandplanter såsom havkat i områder ved søen, fordi de producerer meget højere koncentrationer af drivhusgasser end organisk stof fra skove.

Der er også et arbejde for fuldt ud at forstå, hvilken rolle søer spiller i kulstofkredsløbet. Ikke alt organisk stof, der når søer, fordøjes af mikrober. Nogle synker til søbunden for at danne mudret sediment, låser kulstof væk. Mængden af ​​dannet sediment vil også stige med klimaændringer, men vi ved endnu ikke med hvor meget - og så i hvilken grad denne stigning i lagret kulstof vil opveje de øgede drivhusgasemissioner fra søer.

At besvare dette spørgsmål vil være afgørende for at forbedre nøjagtigheden af ​​kulstofregnskaber - og vurdere, hvor meget tid menneskeheden har til at balancere dem.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.