Rose Cory seisoo sulan vesivirrassa arktisella alueella keräämään näytteen ja analysoimaan virtaavan veden kemian. Maaperän orgaaninen aine antaa virralle sen kullanruskean värin. Vedessä aurinko voi päästä maaperään hiiltä, heikentää sitä ja antaa mikrobien hajottaa sen ja vapauttaa sen ilmakehään hiilidioksidina. (Luotto: Rose Cory / U. Michigan)
Mikrobit ikiroudassa, jotka syövät aurinkoa heikentynyttä hiiltä ja muuntavat sen hiilidioksidiksi, voivat tarjota merkittävän reitin kasvihuonekaasulle pääsemään ilmakehään.
Tutkijat olivat tienneet, että pysyvästi jäädytettyyn maaperään tai ikuisuuteen jäävä auringonvalo hajoaa arktisessa hiilessä, ja vapauttaa kasvihuonekaasun ilmakehään, mutta he eivät tienneet, miten prosessi tapahtui.
Aiemmin Michelinin yliopiston viimeinen tohtorikoulutettava ja tutkimuksen ensimmäinen tekijä Collin Ward osoitti, että syvän ikiroudan mikrobien yhteisöt voivat sopeutua nopeasti nauttimaan auringon heikkenemistä. Perinteinen maaperä, joka on tyypillisesti haudattu maan alle, voidaan altistaa auringonvalolle kerran sulatettuna ja huuhtelemaan virtaan, jossa auringonvalo altistuu hiilelle, joka on tämän ikiroudan sisällä, muuntamalla se hiileksi, jota nämä mikrobien yhteisöt haluavat kuluttaa.
Uusi tutkimus osoittaa, että auringonvalo tekee maaperästä ikivanhaa mikrobien juhlaa, koska se antaa niille samanlaisia hiilejä, joita he jo haluavat syödä - hiiltä, jotka ovat sopeutuneet metaboloitumaan.
Koska yhä useammat ikuiset sulattaa - arktinen lämpenee nopeudella kaksi kertaa nopeammin kuin muualla maailmassa - sillä on kyky vapauttaa uskomaton määrä hiiltä hiilidioksidina ilmakehään. Jos kaikki ikiroudan sisältämä hiili muuttuu hiilidioksidiksi, se olisi yli kaksinkertainen ilmakehän hiilen määrään. Hyvin harvat mallit, jotka ennustavat tulevaisuuden ilmasto-skenaarioita, sisältävät nämä ikuisen pakkasen hiilidioksidipäästöt, sanoo maa- ja ympäristötieteiden dosentti Rose Cory.
"Se on ero ruokailun välillä, jossa on runsaasti valintoja, ja jotkut eivät ole kovin hyviä vaihtoehtoja verrattuna buffet-ruokailuun, jossa jokainen ruokalaji on suosikkisi", hän sanoo. "Auringonvalo muuttaa joitakin maaperän hiilen mikrobi" suosikeiksi ", mikä auttaa heitä muuttamaan enemmän tätä hiiltä hiilidioksidiksi."
Arktisen lumen läpi kulkee sulatteen virta. Maaperän orgaaninen aine antaa virralle sen kullanruskean värin. (Luotto: Jason Dobkowski / U. Michigan)
Mikrobit eivät voi hajottaa arktista permaalia, ennen kuin se lämpenee ja sulaa. Kun se on tehty, kotoperäiset mikrobiyhteisöt alkavat hajottaa tätä maaperän hiiltä, syömällä hitaasti ja prosessissa muuttamalla sen hiilidioksidiksi.
Kaikki maaperän hiilen hajoaminen ei kuitenkaan tapahdu maaperässä. Kesäisin lumi ja sade huuhtelevat maaperän hiiltä auringonvalossa puroiksi ja järviksi, joissa aurinko heikentää maaperän hiiltä. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että mikrobit kykenivät muuttamaan auringon heikkenemistä hiiltä hiilidioksidiksi, mutta he eivät tienneet, miksi.
Sen määrittämiseksi, miten auringonvalo auttoi hiilidioksidin tuotantoa, Cory ja hänen tiiminsä altistivat maaperän näytteet erittäin korkearesoluutioiselle massaspektrometrialle ennen altistumista auringonvalolle ja ennen sen jälkeen ja sen jälkeen, kun orgaanista ainetta syötettiin kotoperäiselle bakteeriyhteisölle. He näkivät, että bakteeriyhteisöt aiheuttivat enemmän hiilidioksidia vapauttamaan auringonvalolle altistuneita maaperänäytteitä.
He tarkistivat tulokset toisella menetelmällä: mikrobien yhteisökoostumuksen ja geenien ilmentymisen tutkiminen. Tutkijat näkivät, että auringonvalon jälkeen mikrobit uudelleenkäsittelivät aineenvaihduntakoneensa kuluttamaan auringon heikkenemistä.
Selvittämällä, miten auringonvalo edistää hiilidioksidin vapautumista maapallosta ilmakehään, annetaan tutkijoille vielä yksi tieto siitä, miten ikiroudan vapauttama hiilidioksidin määrä ja määrä voidaan määrittää.
”Se on luultavasti suurin palautemenetelmä, joka aiheuttaa enemmän lämpenemistä maapallolla”, Cory sanoo. "Meillä on kilpailu selvittääksemme, kuinka paljon tämä ikiroudan tulee muuttumaan hiilidioksidiksi."
{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}
Tutkijat raportoivat työstään lehdessä Luonto Viestintä.
Lähde: University of Michigan
Liittyvät kirjat:
at InnerSelf Market ja Amazon
