Tieteelliset tutkimukset tuovat uutta valoa maaperän mikrobien monimutkaisesta tehtävästä ekosysteemien, ilmakehän hiilitasojen ja ilmaston kannalta.
LONDON, 28 maaliskuu, 2017 - Maan ja ilman välisen hiililiikenteen hämmästyneiden ilmastotieteilijöiden on ehkä ajateltava syvemmin maaperän mikrobien - planeetan pienimpien asukkaiden - roolia.
Yksi tutkimusryhmä on juuri havainnut, että maaperän mikrobit voisivat itse asiassa vaalentaa kuivien maaperän väriä heijastavat enemmän valoa ja pomppivat enemmän säteilyenergiaa takaisin avaruuteen.
Toisella on tunnistanut odottamattoman ilmakehän hiililähteen: 17% maaperästä hiiltä, joka pääsee ilmakehään tulva-alueelta, on peräisin mikro-organismeista yli kahden metrin syvyydessä.
Ja kolmas ryhmä on löytänyt maaperän bakteerit, jotka voivat auttaa kasveja selviytymään kuivuudestaja parantaa sadonkorjuuta kuivilla alueilla, kuten Arizonassa, Israelissa ja Niilin laaksossa.
Maaperän mikrobien lajit
Pohjimmiltaan kaikki kolme tutkimusta ovat raportteja uudelta rajalta. Lähes planeetan vähiten tiedossa oleva ekosysteemi on se, joka on jalkamme alla: pienessä ripauksessa maaperää asuu satoja mikrobilajeja, ja lukumäärät kussakin nipissä voidaan laskea miljardeina.
Se, mitä nämä entiteetit tekevät ja miten ne ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, on edelleen palapeli, joka on liitettävä yhteen.
Joten kaikissa tapauksissa tutkimus on epätäydellinen. Mutta jokainen tutkimus edustaa uutta puolta kukinnan kasvien, ilmakehän ja kallioperän välisissä vuorovaikutuksissa. Ja kaikki nämä vuorovaikutukset ovat mikrobien välittämiä.
Kuivoja peittää 40% planeetan maanpinnasta. Nämä kuivat vyöhykkeet saattavat näyttää elottomilta, mutta aavikon iho on elossa sekoittamalla sammalta, jäkälää ja syanobakteerit jotka muodostavat biologisen maaperän kuoren tai biokuoreen.
Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen tutkijat kirjoittavat Scientific Reports -lehdessä että he mittasivat näiden biokruostumien neliöitä Coloradon tasangolla ja testasivat niitä erilaisilla lämpö- ja sademäärillä.
He tarkkailivat biokrusteiden reaktioita ja laskivat myös kuinka paljon aurinkoenergiaa he heijasivat takaisin ilmakehään.
Ilmastotieteilijät kutsuvat tätä albedon vaikutus, ja sillä on tärkeä rooli ilmastomalleissa.
Lisää lämpöä ja enemmän vettä sekoittavat tummat pinnat vaaleiksi maaperiksi nopeudella, joka saattaa olla riittävä hidastamaan ilmaston lämpenemistä.
"Nämä tiedot ovat tärkeä askel ilmaston ymmärtämisessä ja voivat olla hyödyllisiä tulevien ilmastomallien kehittämisessä"
Mutta samalla tavalla siirtyminen sammalta ja jäkälästä maaperää vaalenneisiin sinilevistä voi kiihdyttää maaperän eroosiota, vähentää maaperän hedelmällisyyttä ja hidastaa kasvihuonekaasujen hiilidioksidin poistoa ilmakehästä.
"Löytö siitä, että ilmastomuutoksen vaikutukset biokrusteihin voisi palautua takaisin tulevaisuuden ilmastoon, on kriittinen tekijä, jota ei ole aiemmin otettu huomioon", kertoo biologian Austin Rutherford. University of Arizona, joka johti tutkimusta.
"Nämä tiedot ovat tärkeä askel ilmaston ymmärtämisessä ja voivat olla hyödyllisiä tulevien ilmastomallien kehittämisessä."
Toinen ryhmä raportti Vadose Zone Journal -lehdessä että ne näyttivät hieman syvemmältä kuin biokuori pinnalla.
Tutkijat havaitsivat kolme vuotta sitten, että syvällä Amerikan tasangon alapuolella oli valtava aarreaitta muinaisista hiilirikasista maaperäistä. Oletuksena oli, että tällä hetkellä tämä hiili haudattiin turvallisesti.
Mutta joukkue Lawrence Berkeleyn kansallinen laboratorio mittasi Kaliforniassa hiilidioksidin vuon Colorado-joen tulvasta ja havaitsi, että melkein viidesosa ilmakehään joutuneesta hiilestä tuli maaperän mikrobista, jotka olivat varattuja kahden metrin ja 3.5-metrin syvyydessä - vaikutus, jota ei tähän mennessä ole sisällytetty maapallon järjestelmän mallit.
Tämä on selvästi juurtumissyvyyden alapuolella vadose-vyöhyke kaukana pintamaan alla, mutta vesipöydän yläpuolella. Ja jopa tällä oletettavasti inertillä vyöhykkeellä maaperän mikrobit pelasivat edelleen roolia elämän kiertokulussa.
Tiimin mukaan Pohjois-Arizonan yliopisto, jotkut mikrobit voisivat olla vielä arvokkaampia. tutkijat raportti Plant and Soil -lehdessä että he analysoivat 52-tutkimuksia ympäri maailmaa tunnistaakseen vähän mikrobimaagiaa.
Mikroskooppiset manipulaattorit
Kun satokasveille annettiin kasvua edistäviä juurakot, bakteereja, jotka kolonisoivat juuria, vihannesten ja viljojen sato kasvoi kuivuudessa 20% - 45%% verrattuna hyvin kastettuihin kasveihin. Joten yhden mikroskooppisen manipulaattorisarjan avulla kasvit, jotka kamppailivat veden puolesta, menivät jopa paremmin kuin kastellut.
Tämä on todella odottamatonta. Kasvien riippuvuus ravinteiden maaperän mikrobista ja suojaus tuholaisilta on yleisesti tiedossa. Mutta viimeisimmät tutkimukset viittaavat siihen, että tietyt maaperän mikrobit antavat merkittävän ja hedelmällisen suojavaikutuksen kuivuuden aiheuttamissa kasvin stressistinä.
Se, kuinka ja miksi nämä erityiset ruisbakteerit antavat tämän edun kasvi-isännilleen, on evoluutiopelu, joka on vielä ratkaistava kokeilulla.
Mutta YK: n arvioiden mukaan maailma menettää vuosittain 12 miljoonaa hehtaaria viljelymaata kuivuus- ja autiomaata varten, joten tämä löytö voi viime kädessä olla arvokasta kuivuusalttiiden maiden viljelijöille aikana, jolloin ilmasto on alkanut muuttua, kun taas ihmisten lukumäärä jatka kasvua.
Ja haavoittuvien kuiva-alueiden palauttaminen vihreiksi, valoa syntetisoiviksi pinnoiksi, jotka kuluttavat ilmakehän hiiltä, vuorostaan palautuvat takaisin planeetta ilmastojärjestelmään.
Se on toistaiseksi vain toivoa, ja paljon tutkimusta on tehtävä vielä enemmän. Mutta jälleen kerran, se on muistutus siitä, että planeetan tärkeimmät olennot voivat olla kaikkein kaikkein alaspäin: näkymättömät maan kansalaiset, jotka ovat jalkamme alla. - Ilmasto-verkosto
