Varmere og vådere klimaer forstærker kulstoffrigivelsen

Terrestriske økosystemer hjælper med at afbøde klimaændringer ved at absorbere store mængder kulstof fra atmosfæren. En ny undersøgelse bekræfter nu, at ændrede klimaforhold kan reducere denne effekt, fordi i varmere og vådere områder, kulstof, der er lagret i jorden, frigives hurtigere tilbage til atmosfæren.

Uden landøkosystemer, vores klima ville sandsynligvis være under endnu større trussel, end det allerede er. Planter og jord forbruger i øjeblikket omkring en tredjedel af det menneskeskabte kulstof, der udledes til atmosfæren, hvilket gør dem til en vigtig dæmper for globale klimaændringer. Jord spiller her en fremtrædende rolle, fordi den lagrer en stor del af det organiske kulstof, forsinke sidstnævntes tilbagevenden til atmosfæren, når planter dør.

Bekymringer begrundet

Hvordan disse vigtige terrestriske kulstofreservoirer vil klare sig i fremtiden, er genstand for intens debat blandt eksperter. Mange forskere er bekymrede over, at i et varmere klima, terrestriske økosystemer kan frigive mere organisk kulstof, end de gør i dag, dermed miste den afbødende effekt, de har på klimaforandringerne.

Et internationalt forskerteam ledet af Timothy Eglinton, Professor i biogeovidenskab ved ETH Zürich, har nu bekræftet, at denne frygt er berettiget. Deres omfattende undersøgelse blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet PNAS . Forskerne påviste, at organisk kulstof frigives hurtigere fra jorden i varmere områder end i koldere, får dem til at konkludere, at yderligere opvarmning af klimaet kan være skadelig for jordens evne til at binde kulstof.

Det fulde billede

Forskellige dybdegående lokale undersøgelser har undersøgt de nøjagtige processer, hvorved jord absorberer og lagrer organisk kulstof, men, på grund af deres selektivitet, de afspejler stadig ikke det fulde billede. Eglinton:"Vi ønskede at finde en måde at studere adfærden i hele områder. Floder er ideelle til dette, da de fungerer som et ekkokammer, der afspejler, hvad der foregår i hele oplandet, " forklarer han.

Over en periode på flere år, forskerne indsamlede sedimentprøver fra mundingen af ​​36 floder rundt om i verden. Nogle af prøverne var sedimentpartikler, som holdet filtrerede direkte fra flodvandet, andre var materielle aflejringer fra flodbredderne. På baggrund af disse prøver, forskerne var i stand til at bestemme alderen på det organiske kulstof, som floderne eksporterede til havet.

I det væsentlige, tanken er, at jo ældre det organiske kulstof er i floderne, jo længere tid skal der gå i det givne opland, før det lagrede organiske kulstof frigives og eksporteres efter planterne er døde. Sammenligning af alderen på det organiske kulstof fra de forskellige oplande gør det muligt for forskerne at bestemme de nøglefaktorer, der påvirker kulstofbudgettet og, på tur, hvordan jordens lagerkapacitet kan ændre sig i fremtiden.

Fokus på specifikke molekyler

Imidlertid, for virkelig at komme til bunds i sagen, forskerne måtte bruge et smart trick. Kulstoffet i flodvandet kommer fra mange forskellige kilder, herunder sedimentære bjergarter og organismer, der lever i vandet. Så de brugte molekylære teknikker til at adskille to planteafledte molekylgrupper fra prøverne:lipider fra voks af planteblade og phenoler fra lignin i træfibre. Forskerne anvendte derefter radiocarbondatering, en metode til bestemmelse af den præcise alder af carbonforbindelser ved anvendelse af den radiogene isotop carbon-14.

Interessante perspektiver for forskning

Deres evaluering af dataene viste en klar sammenhæng mellem gennemsnitsalderen for planteafledt kulstof i prøverne og klimaet i oplandet. I varmere og vådere områder, organisk kulstof forbliver i jorden i kortere tid, end det gør i koldere, tørre vandskel. "Vores resultater bekræfter, at klimaet har en stærk indflydelse på jordens adfærd, " siger Eglinton. Påvirkningen af ​​arealanvendelse, på den anden side, synes at være mindre væsentlig, trods ændringer i de seneste årtier i, hvor mange vandskel der forvaltes. "I øjeblikket, moderne landbrug ser ud til kun at have en sekundær indvirkning, " forklarer han.

Det, der er særligt bemærkelsesværdigt ved undersøgelsen, er, at det gjorde det muligt for Eglinton og hans team at komme med de første brede udsagn om, hvordan organisk kulstof lagres i terrestriske økosystemer. Dette åbner nogle interessante perspektiver for yderligere forskning:Forskere vil være i stand til at anvende denne metode til at analysere sedimentaflejringer af forskellige aldre og rekonstruere, hvordan jorden opfører sig under forskellige klimatiske forhold. Efterfølgende de vil være i stand til at forfine deres resultater ved at inkludere lavere ordens bifloder i analysen. Og det er netop, hvad Eglinton nu planlægger at gøre som en del af et større studie i Schweiz.