Земные торфяные почвы хранят много углерода - примерно столько же, сколько в настоящее время свободно проходит через атмосферу в виде углекислого газа. По мере повышения глобальной температуры ученые опасаются, что хватка планеты над этими углеродными резервуарами может ослабнуть, выпустив «углеродную бомбу», которая может еще больше дестабилизировать климатические системы Земли.
Но новое исследование, проведенное Университетом штата Флорида, дает некоторую надежду на то, что углеродные резервуары Земли могут быть не такими уязвимыми, как предсказывают эксперты. В ходе глобального исследования торфяников - областей, образованных почвоподобным частично разложившимся органическим веществом, - исследователи обнаружили признаки того, что эти богатые углеродом среды могут демонстрировать определенный уровень долгосрочной устойчивости даже при продолжающемся повышении температуры.
«Есть большие опасения по поводу потери этих углеродных резервуаров, но это исследование показывает, что они более стабильны, чем мы первоначально думали», - сказал Джефф Чантон, заслуженный профессор океанографии Роберта О. Лоутона. «Это опровергает гипотезу об углеродной бомбе. Это хорошие новости».
Выводы были опубликованы в журнале Nature Communications.
Торф чаще всего образуется на Севере, где более прохладный климат препятствует полному разложению органических веществ. Но торфяники можно найти и в тропиках, где теплая погода способствует быстрому разложению.
Это озадачило группу исследователей из факультетов химии и биохимии бывшего Советского Союза, а также наук о Земле, океане и атмосфере. Они спросили, если тропические торфяники могут успешно выдерживать экваториальные температуры, могут ли северные торфяники также иметь способность стабилизироваться в более теплых условиях?
Для расследования команда собрала образцы торфа из глобально репрезентативной выборки отдаленных участков - субарктических шведских болот, умеренных болот Северной Каролины и тропических торфяных болот Борнео, и это лишь некоторые из них. Затем они использовали передовые инструменты спектроскопии для исследования уникальных химических профилей своих образцов.
Команда быстро выявила существенные химические различия между торфом из более высоких и низких широт.
«Торф из теплого климата имеет более низкую концентрацию углеводов и более высокую концентрацию ароматических соединений по сравнению с торфом из более холодного климата», - сказала бывший научный сотрудник бывшего СССР Сюзанна Ходжкинс, которая руководила исследованием.
Торф для холодного климата с более высоким содержанием углеводов считается учеными более лабильным или более легко разлагаемым. При повышении температуры углеводы в торфе разлагаются и выделяется углекислый газ.
Торф с теплым климатом, отобранный в более низких широтах, с другой стороны, оказался в значительной степени обедненным углеводами. Вместо этого эти образцы содержали высокие уровни ароматических соединений - устойчивых химических соединений, оставшихся после разложения растительных остатков.
По мере повышения температуры в более высоких широтах северные торфяники будут сжигать свои поверхностные запасы углеводов, выбрасывая углекислый газ в атмосферу. «Ключ к тому, что произойдет дальше, лежит в химическом составе торфа, зарытого глубоко под землей», - сказал Ходжкинс, ныне занимающий постдокторскую диссертацию в Университете штата Огайо.
«Долговременная стабильность северного торфа перед лицом потепления зависит от того, сможет ли он развить химический состав, подобный тропическому торфу», - сказала она. «Первоначально северный торф, вероятно, будет разлагаться и выделять углерод в атмосферу. но в конечном итоге это разложение уменьшит содержание углеводов по сравнению с ароматическими соединениями. Это изменение в химическом составе может стабилизировать оставшийся торф от дальнейшего разложения».
Если после первоначального сжигания углеводородов северные торфяники станут более похожими на свои южные аналоги, которые выдерживали теплую погоду на протяжении тысячелетий, тогда их химический состав с преобладанием ароматических соединений может действовать как оплот против дальнейшего разложения и углекислого газа. выпускать.
«Данные исследования показывают, что северные торфяники могут иметь многие из тех же особенностей состава, что и южные торфяники, что в некоторой степени снижает потенциальную возможность значительных потерь углерода в атмосферу», - сказал бывший профессор аналитической и экологической химии Билл. Купера, который помог руководить исследованием.
Это смягчение зависит от скорости разложения углеводов и того, как экология северных растений адаптируется к более высоким температурам, но оно может сыграть важную роль в предотвращении попадания значительного количества углекислого газа в уже нагретую атмосферу.
Однако, несмотря на то, что устойчивые торфяники могут помочь предотвратить наихудшие сценарии развития событий и сдержать страшную углеродную бомбу, исследователи говорят, что таких экологических ограничений потепления недостаточно, чтобы обратить вспять глобальные климатические тенденции.
«Все эти естественные процессы меркнут по сравнению со скоростью, с которой люди выбрасывают ископаемое топливо CO2 в атмосферу», - сказал Шантон. «Мы выпускаем CO2 в огромных количествах, так что это нас не спасет».