Ο Rose Cory στέκεται σε ένα ρεύμα λιωμένου νερού στην Αρκτική για να συλλέξει ένα δείγμα και να αναλύσει τη χημεία του νερού του ρεύματος. Η οργανική ύλη του εδάφους δίνει στο ρεύμα το χρυσοκάστανο χρώμα του. Στο νερό, ο ήλιος μπορεί να φτάσει άνθρακα από το έδαφος, εξασθενώντας τον και επιτρέποντας στα μικρόβια να τον διασπάσουν και να τον απελευθερώσουν στην ατμόσφαιρα ως διοξείδιο του άνθρακα. (Πίστωση: Rose Cory/U. Michigan)

Τα μικρόβια στην παγωμένη ατμόσφαιρα που τρώνε τον αποδυναμωμένο από τον ήλιο άνθρακα και το μετατρέπουν σε διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να παρέχουν ένα σημαντικό μονοπάτι στο αέριο του θερμοκηπίου να εισέλθει στην ατμόσφαιρα, σύμφωνα με νέα έρευνα.

Οι ερευνητές γνώριζαν ότι το φως του ήλιου που ακτινοβολεί σε μόνιμα παγωμένο έδαφος, ή μόνιμο παγετό, στην Αρκτική διασπά τον άνθρακα σε αυτό το μόνιμο παγετό και απελευθερώνει το αέριο του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, αλλά δεν ήξεραν πώς συνέβαινε η διαδικασία.

Προηγουμένως, ο Collin Ward, πρόσφατος διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και πρώτος συγγραφέας της μελέτης, έδειξε ότι μικροβιακές κοινότητες στο βαθύ μόνιμο παγετό μπορούν να προσαρμοστούν γρήγορα για να καταναλώσουν άνθρακα εξασθενημένο από τον ήλιο. Το έδαφος του μόνιμου παγετού, τυπικά θαμμένο υπόγεια, μπορεί να εκτεθεί στο ηλιακό φως μόλις αποψυχθεί και ξεπλυθεί σε ένα ρεύμα όπου η έκθεση στο φως του ήλιου αποδυναμώνει τον άνθρακα μέσα σε αυτό το μόνιμο παγετό, μετατρέποντάς τον σε άνθρακα που οι μικροβιακές κοινότητες θέλουν να καταναλώνουν.

Η νέα μελέτη δείχνει ότι το φως του ήλιου κάνει το μόνιμο παγωμένο έδαφος μια γιορτή για τα μικρόβια επειδή τους δίνει τα ίδια είδη άνθρακα που ήδη τους αρέσει να τρώνε - τον άνθρακα που είναι προσαρμοσμένοι για να μεταβολίζουν.

Καθώς λιγοστεύει το πάγο - η Αρκτική θερμαίνεται με ρυθμό δύο φορές πιο γρήγορα από τον υπόλοιπο κόσμο - έχει την ικανότητα να απελευθερώνει απίστευτη ποσότητα άνθρακα ως διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Εάν όλος ο άνθρακας που διατηρείται στο μόνιμο πάγος μετατραπεί σε διοξείδιο του άνθρακα, θα υπερδιπλασιάσει την ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Πολύ λίγα μοντέλα που προβλέπουν σενάρια για το κλίμα για το μέλλον περιλαμβάνουν αυτές τις εκπομπές άνθρακα από το μόνιμο παγετό, λέει η Rose Cory, αναπληρώτρια καθηγήτρια γης και περιβαλλοντικών επιστημών.

«Είναι η διαφορά μεταξύ του φαγητού σε μπουφέ με πολλές επιλογές και κάποιων όχι πολύ καλών επιλογών από το να είσαι σε μπουφέ όπου κάθε πιάτο είναι το αγαπημένο σου», λέει. «Το φως του ήλιου μετατρέπει ορισμένο άνθρακα του χώματος σε« αγαπημένα »μικροβίων, κάτι που τους βοηθά να μετατρέψουν περισσότερο από αυτόν τον άνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα».

Ένα ρεύμα λιωμένου νερού διατρέχει το χιόνι στην Αρκτική. Η οργανική ύλη του εδάφους δίνει στο ρεύμα το χρυσοκάστανο χρώμα του. (Πίστωση: Jason Dobkowski/U. Michigan)

Το μόνιμο παγετό στην Αρκτική δεν μπορεί να αποσυντεθεί από μικρόβια μέχρι να ζεσταθεί και να αποψυχθεί. Μόλις συμβεί, οι αυτοφυείς μικροβιακές κοινότητες αρχίζουν να αποσυνθέτουν αυτόν τον άνθρακα του εδάφους, σιγά -σιγά τον τρώνε και, στην πορεία, τον μετατρέπουν σε διοξείδιο του άνθρακα.

Ωστόσο, δεν συμβαίνει όλη η αποσύνθεση του άνθρακα του εδάφους στο έδαφος. Το χιόνι και η βροχή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού εκτοξεύουν τον άνθρακα του εδάφους σε ηλιακά ρεύματα και λίμνες, όπου ο ήλιος αποδυναμώνει τον άνθρακα του εδάφους. Προηγούμενη έρευνα έδειξε ότι τα μικρόβια ήταν πολύ καλύτερα σε θέση να μετατρέψουν τον αποδυναμωμένο άνθρακα άνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα, αλλά δεν ήξεραν γιατί.

Για να καθοριστεί πώς το φως του ήλιου βοηθούσε στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, η Cory και η ομάδα της υπέβαλαν δείγματα εδάφους σε φασματομετρία μάζας εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης πριν και μετά την έκθεση στο ηλιακό φως, και πριν και μετά τη σίτιση αυτής της οργανικής ύλης στην ιθαγενή βακτηριακή κοινότητα. Είδαν ότι οι βακτηριακές κοινότητες προκαλούσαν απελευθέρωση περισσότερου διοξειδίου του άνθρακα στα μόνιμα παγωμένα δείγματα εδάφους που είχαν εκτεθεί στο ηλιακό φως.

Έλεγξαν τα αποτελέσματά τους έναντι μιας άλλης μεθόδου: εξέταση της σύνθεσης της μικροβιακής κοινότητας και της γονιδιακής έκφρασης από τα μικρόβια. Οι ερευνητές είδαν ότι μετά την έκθεση στον ήλιο, τα μικρόβια επανέκαναν τον μεταβολικό τους μηχανισμό για να καταναλώσουν άνθρακα που έχει εξασθενήσει από τον ήλιο.

Η διαπίστωση του τρόπου με τον οποίο η ηλιακή ακτινοβολία συμβάλλει στην απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα από τη Γη στην ατμόσφαιρα δίνει στους ερευνητές μια ακόμη πληροφορία σχετικά με τον τρόπο προσδιορισμού του ρυθμού και της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται από το μόνιμο παγετό.

"Είναι αναμφισβήτητα η μεγαλύτερη μέθοδος ανάδρασης που προκαλεί περισσότερη θέρμανση στη Γη", λέει ο Cory. «Είμαστε σε αγώνα για να καταλάβουμε πόσο θα μετατραπεί αυτό το μόνιμο παγετό σε διοξείδιο του άνθρακα».

{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}

Οι ερευνητές αναφέρουν το έργο τους στο περιοδικό Nature Communications.

πηγή: Πανεπιστήμιο του Michigan

Σχετικές Βιβλία:

at InnerSelf Market και Amazon