Forståelse af jordens kulstoffølsomhed over for stigende globale temperaturer

Partikelformigt kulstof i jorden kan være mere sårbart over for mikrobiel nedbrydning under varmere temperaturer forbundet med klimaændringer.

Jordens organiske stof indeholder mere kulstof end planter og atmosfæren tilsammen. Jord bliver i stigende grad taget i betragtning for sin potentielle rolle i klimabegrænsning på grund af dens evne til at binde mere kulstof, men det er også afgørende at forstå jordens sårbarhed over for at miste kulstof, når de globale temperaturer stiger.

I en nylig undersøgelse kvantificerede Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere og samarbejdspartnere den nye temperaturfølsomhed af jordens organiske kulstof i globale data og jordsystemmodeller. Forskningen vises i Nature Geoscience .

For at forstå virkningerne af temperatur på jordens kulstof, overvejede forskningen to forskellige kulstofpuljer i jorden:mineral-associeret og partikelformigt jordkulstof. Mineral-associeret kulstof består af organiske forbindelser, der er bundet til overfladerne af lermineraler og kan vare ved i hundreder af år, mens partikelformigt kulstof består af delvist nedbrudte plantefragmenter, der ofte cykler på årlige til årtiers tidsskalaer.

Ved at analysere globale data om mineral-associeret og partikelformet kulstof fandt holdet, at den klimatologiske temperaturfølsomhed af partikelformigt kulstof er næsten 30 % højere end for mineral-associeret kulstof og mere end 50 % højere i køligere klimaer.

"Vi viser, hvordan temperaturfølsomhederne i disse to pools adskiller sig, hvilket kan give os indsigt i deres relative sårbarhed under klimaændringer," sagde LLNL-forsker Katerina Georgiou, hovedforfatter af papiret.

Forfatterne viser, at mineral-associeret jordkulstof udgør næsten 70% af jordens samlede kulstof på globalt plan og var den vigtigste drivkraft bag dens opståede temperaturfølsomhed. Jordsystemmodeller varierer dog drastisk i deres fordeling af kulstof mellem underliggende jordpuljer. For eksempel varierer den globale andel af jordkulstof, der konceptuelt ligner mineral-associeret kulstof, fra 16-85 % på tværs af modellerne.

"Vi fandt ud af, at halvdelen af ​​jordens systemmodeller undervurderer andelen af ​​kulstof i langsommere cyklende, mineralbeskyttede pools, med konsekvenser for jordens kulstofalder og økosystemets reaktionsevne," sagde Georgiou. "Det misforhold, vi finder mellem de globale data og jordsystemmodeller, kan bruges til at informere fremtidige modelforbedringer."

Flere oplysninger: Katerina Georgiou et al., Emergent temperaturfølsomhed af organisk kulstof i jorden drevet af mineralforeninger, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01384-7

Leveret af Lawrence Livermore National Laboratory