Smeltende gletsjere kan fremskynde kulstofemissionerne til atmosfæren

Tabet af gletschere på verdensplan øger nedbrydningen af ​​komplekse kulstofmolekyler i floder, potentielt bidrage yderligere til klimaforandringerne.

Et internationalt forskerhold ledet af University of Leeds har for første gang forbundet gletscher-fodrede bjergfloder med højere hastigheder for nedbrydning af plantemateriale, en stor proces i det globale kulstofkredsløb.

Når bjerggletsjere smelter, vand ledes ned i floder nedstrøms. Men med global opvarmning accelererer tabet af gletschere, floder har varmere vandtemperaturer og er mindre tilbøjelige til variabel vandstrøm og sedimentbevægelse. Disse forhold er så meget mere gunstige for svampe at etablere og vokse.

Svampe, der lever i disse floder, nedbryder organisk materiale som planteblade og træ, i sidste ende fører til frigivelse af kuldioxid til luften. Processen - en vigtig del af den globale kulstofkredsløb i floder - er nu blevet målt i 57 floder i seks bjergkæder over hele verden, i Østrig, Ecuador, Frankrig, New Zealand, Norge og USA.

Fundene, hovedsagelig finansieret af Naturmiljøforskningsrådet, offentliggøres i dag (15. marts) i tidsskriftet Natur klimaændringer.

Hovedforfatter Sarah Fell, fra Leeds' School of Geography og water@leeds, sagde lignende mønstre og processer blev opdaget over hele verden.

"Vi fandt stigninger i hastigheden af ​​organisk stofnedbrydning i bjergfloder, hvilket så kan forventes at føre til mere kulstofudledning til atmosfæren.

"Dette er en uventet form for klimafeedback, hvorved opvarmning driver gletschertab, som igen hurtigt genbruger kulstof i floder, før det returneres til atmosfæren."

Tilbagetrækningen af ​​bjerggletsjere accelererer med en hidtil uset hastighed i mange dele af verden, med klimaændringer, der forventes at føre til fortsat istab gennem det 21. århundrede.

Imidlertid, reaktionen fra flodøkosystemprocesser (såsom næringsstof- og kulstofkredsløb) på faldende gletscherdække, og svampebiodiversitetens rolle i at drive disse, forbliver dårligt forstået.

Forskerholdet brugte kunstneres lærredsstof til at efterligne plantematerialer som blade og græs, der ophobes naturligt i floder. Dette var muligt, fordi lærredet er lavet af bomuld, overvejende sammensat af en forbindelse kaldet cellulose - verdens mest udbredte organiske polymer, som findes i planteblade, der ophobes i floder naturligt.

Lærredsstrimlerne blev efterladt i floderne i cirka en måned, derefter hentet og testet for at bestemme, hvor nemt de kunne rives. Strimlerne rev lettere i stykker, da akvatiske svampe koloniserede dem, viser, at nedbrydningen af ​​kulstofmolekylerne forløb hurtigere i floder, der var varmere, fordi de havde mindre vand, der strømmede fra gletsjere.

Undersøgelsens medforfatter, Professor Lee Brown, også fra Leeds' School of Geography og water@leeds, forklaret:"Vores opdagelse af lignende mønstre for cellulosenedbrydning på steder over hele verden er virkelig spændende, fordi det antyder, at der kan være en universel regel for, hvordan disse flodøkosystemer vil udvikle sig, efterhånden som bjerge fortsætter med at miste is. Hvis ja, vi vil være i meget bedre position til at lave prognoser om, hvordan flodøkosystemer vil ændre sig i fremtiden.

Medforfatter professor Alex Dumbrell, hvis hold ved University of Essex analyserede svampene fra flodprøverne, tilføjede:"Vores arbejde viste, at måling af et specifikt gen, der understøtter aktiviteten af ​​det cellulosenedbrydende enzym (Cellobiohydrolase I), betød, at vi kunne forudsige nedbrydning af bomuldsstrimler bedre end at bruge information om selve mængden af ​​svampearter, hvilket er den mest brugte tilgang. Dette åbner nye veje for forskning for at forbedre vores forudsigelser om ændringer i kulstofcykling."

Da alge- og plantevækst i gletsjerfodrede floder minimeres af lav vandtemperatur, ustabile kanaler og høje niveauer af fint sediment, nedbrydning af plantemateriale kan være en vigtig brændstofkilde til disse akvatiske økosystemer. I nogle dele af verden, som Alaska og New Zealand, gletsjer-fodrede floder strækker sig også ind i skove, der giver større mængder bladaffald til flodens fødekæder.

Ud over, fordi gletschertab betyder, at mindre vand strømmer gennem floderne, og de er mindre tilbøjelige til at ændre kurs, det forventes, at planter og træer ved bredden vil vokse mere i disse levesteder i fremtiden, hvilket betyder, at endnu mere bladaffald vil samle sig i floder. Dette vil sandsynligvis fremskynde svampebehandlingen af ​​kulstof i bjergfloder verden over endnu mere end i dag.