Jord kan frigive mere kulstof end forventet, hvilket påvirker klimaændringsmodeller

Nøjagtigheden af ​​klimamodeller afhænger af mange faktorer - drivhusgasemissioner fra industri- og transportaktiviteter, landbrugsdyrs "emissioner", byvækst og tab af skove og solrefleksioner fra sne og jorddække. Naturfænomener som vulkanudbrud bidrager også og er inkorporeret i modeller.

Men nogle andre naturlige processer er blevet overset. Farshid Vahedifard, professor og Louis Berger Chair i civil- og miljøteknik, peger på en vigtig, der ligger direkte under vores fødder og dækker det meste af vores planet over vand.

I en undersøgelse offentliggjort i Environmental Research Letters , bemærker Vahedifard, at jorden lagrer 80% af kulstof på Jorden, og med stigende cyklusser og sværhedsgraden af ​​tørke i flere regioner, revner det afgørende reservoir og nedbrydes og frigiver endnu mere kuldioxid og andre drivhusgasser til atmosfæren. Faktisk kan det skabe en forstærket feedback-loop, der kan accelerere klimaændringer langt ud over de nuværende forudsigelser.

"Denne proces er ikke blevet tilstrækkeligt evalueret i den eksisterende litteratur eller indarbejdet i modeller," sagde Vahedifard. "Hvis vi ikke overvejer samspillet mellem tørke, revner i jordudtørring og CO₂ emissioner, der kan resultere i betydelige unøjagtigheder ved modellering og forudsigelse af klimaændringer. Der er også andre konsekvenser. Dårligere jordsundhed kan føre til reduceret fotosyntese og lavere kuldioxidoptagelse, og det kan kompromittere den strukturelle integritet af jorddæmninger, der beskytter mod oversvømmelser."

Der er også andre forstærkende feedback-sløjfer, som måske ikke er blevet taget fuldt hensyn til i klimaændringsmodeller, sagde han. Disse omfatter smeltning af havis og eksponering af mørkere havoverflader, der absorberer mere varme fra solen. Stigningen af ​​naturbrande på grund af varme, tørre forhold frigiver en masse kuldioxid til atmosfæren, hvilket igen skaber varmere og tørrere vejr, der er mere befordrende for brande.

En anden forstærket feedbackloop er optøning af arktisk og subarktisk permafrost, som også frigiver kuldioxid til atmosfæren og hæver klimatemperaturen, hvilket fører til mere smeltet permafrost.

Men jordbundsændringer forårsaget af tørke kan være lige så betydelige, hvis ikke mere signifikante, end nogen af ​​disse faktorer. Tørke, der viser sig ved lange perioder med lavt fugtindhold i jorden og høj temperatur, fører til revner i finkornet jord, som nogle gange strækker sig meter under overfladen. Revnerne resulterer i mere eksponering for luften, øget mikrobiel aktivitet og nedbrydning af organisk materiale, frigivelse af kuldioxid og tab af næringsstoffer og evne til at understøtte plantevækst, hvilket reducerer kuldioxidbinding.

De dybe revner afslører meget ældre reserver af kulstof, der tidligere havde været stabile og beskyttede, sagde Vahedifard. Gennemtrængning af luft i jorden accelererer frigivelsen af ​​ikke kun kuldioxid fra organisk materiale, men også andre drivhusgasser som lattergas.

Små dyr som regnorme og tusindben, der hjælper med at vende jorden, påvirkes også af den reducerede fugt og øgede lufteksponering, idet de er mindre i stand til at spille en aktiv rolle i næringsstofkredsløbet og vedligeholdelse af jordstrukturen. Det øger til gengæld sandsynligheden for, at jorden revner og luftes.

"Den forstærkende effekt af jord-kulstof-feedback-sløjfer og dens interaktioner med andre sløjfer kan føre os på tværs af vippepunkter og føre til endnu mere alvorlige og permanente ændringer i klimaet," sagde Vahedifard.

Han bemærkede, at regeringsorganer og politiske beslutningstagere er nødt til at fremme bæredygtig arealanvendelse, "hvilket kan omfatte vedtagelse af præcise kunstvandingsteknikker og vandbesparelsespraksis og brug af tørketolerante afgrøder," sagde han. "Økologisk gødning og kompost kan øge jordens organiske stofindhold og forbedre jordens vandholdende kapacitet. Dette kan selvfølgelig kun hjælpe, hvis det er en del af en omfattende indsats for at reducere drivhusgasemissioner fra al menneskelig aktivitet."

Flere oplysninger: Farshid Vahedifard et al., Amplifying feedback loop between tørke, jordudtørringsrevner og drivhusgasemissioner, Environmental Research Letters (2024). DOI:10.1088/1748-9326/ad2c23

Leveret af Tufts University