Исследователь из Университета штата Вашингтон обнаружил, что четверть углерода, содержащегося в почве, связана с минералами на глубине шести футов под поверхностью. Открытие открывает новые возможности для работы с этим элементом, поскольку он продолжает нагревать атмосферу Земли.
Одна загвоздка: большая часть этого углерода сосредоточена глубоко под влажными лесами мира, и они не будут поглощаться в такой степени, поскольку глобальные температуры продолжают расти.
Марк Крамер, адъюнкт-профессор химии окружающей среды Университета WSU в Ванкувере, использовал новые данные о почвах по всему миру, чтобы описать, как вода растворяет органический углерод и уносит его глубоко в почву, где он физически и химически связан с минералы. Крамер и Оливер Чедвик, почвовед из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, подсчитали, что этот путь удерживает около 600 миллиардов метрических тонн или гигатонн углерода. Это более чем в два раза превышает выброс углерода в атмосферу с начала промышленной революции.
Ученым все еще нужно найти способ воспользоваться этим открытием и переместить часть дополнительного углерода из атмосферы под землю, но Крамер говорит, что почвы могут легко удерживать больше. Во-первых, новое понимание этого пути является «крупным прорывом» в нашем понимании того, как углерод уходит под землю и остается там, сказал он.
«Мы знаем о почвах на Земле меньше, чем о поверхности Марса», - сказал Крамер, чья работа опубликована в журнале Nature Climate Change. «Прежде чем мы сможем начать думать о хранении углерода в земле, нам нужно на самом деле понять, как он туда попадает и насколько вероятно, что он останется там. Это открытие подчеркивает крупный прорыв в нашем понимании."
Исследование является первой глобальной оценкой роли почвы в растворенном органическом углероде и минералах, которые помогают его хранить. Крамер проанализировал данные о почвах и климате в Северной и Южной Америке, Новой Каледонии, Индонезии и Европе и взял образцы из более чем 65 участков, отобранных на глубине шести футов из Национальной сети экологических обсерваторий, финансируемой Национальным научным фондом..
«Эти данные показывают, какой большой наукой вы можете заниматься, когда у вас есть национальная экологическая обсерватория», - сказал Крамер. Во-первых, они позволили исследователям построить глобальную карту этого пути накопления углерода в почве.
Сравнивая различные экосистемы, Крамер обнаружил, что влажная среда улавливает гораздо больше углерода, чем сухая. В пустынном климате, где мало дождей и вода легко испаряется, химически активные минералы удерживают менее 6 процентов органического углерода почвы. Сухие леса не намного лучше. Но во влажных лесах до половины всего углерода может быть связано реактивными минералами.
Влажные леса, как правило, более продуктивны, с толстыми слоями органического вещества, из которых вода выщелачивает углерод и переносит его в минералы на глубине до шести футов под поверхностью.
«Это один из самых устойчивых известных нам механизмов накопления углерода», - сказал Крамер.
Но хотя изменение климата вряд ли окажет прямое влияние на глубоко связанный с минералами углерод, оно может повлиять на путь, по которому углерод захоранивается. Это связано с тем, что система доставки зависит от воды, которая выщелачивает углерод из корней, опавших листьев и других органических веществ вблизи поверхности и переносит его глубоко в почву, где он присоединяется к минералам, богатым железом и алюминием, стремящимся образовать прочные связи.
Если температура у поверхности теплая, через почву может проходить меньше воды, даже если количество осадков останется прежним или увеличится. Большая часть воды, которая действительно падает, может быть потеряна в результате испарения и дыхания растений, что делает меньше воды доступной для перемещения углерода для долгосрочного хранения.