Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature υποδηλώνει ότι το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους (permafrost) ενδέχεται να έχει μια απροσδόκητη επίδραση στον κύκλο του άνθρακα. Ενώ το λιώσιμο του παγωμένου εδάφους είναι ευρέως γνωστό για την απελευθέρωση αερίων του θερμοκηπίου, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μπορεί επίσης να ενισχύσει μια φυσική διεργασία που απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα.
Η μελέτη διεξήχθη από επιστήμονες του Πανεπιστημίου Ουμέο (Umeå University) στη Σουηδία και του Πανεπιστημίου East China Normal στην Κίνα. Το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους μπορεί να αυξήσει την απομάκρυνση του CO2
Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται, το μόνιμα παγωμένο έδαφος (permafrost) λιώνει σε πολλές περιοχές, εκθέτοντας οργανική ύλη που ήταν παγωμένη για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι μικροοργανισμοί διασπούν αυτόν τον αρχαίο άνθρακα και απελευθερώνουν αέρια του θερμοκηπίου, γεγονός που οδηγεί πολλούς επιστήμονες στο να αντιμετωπίζουν το λιώσιμο του permafrost κυρίως ως μια αυξανόμενη πηγή εκπομπών.
Ωστόσο, η νέα μελέτη επισημαίνει μια άλλη διεργασία που λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα. Καθώς το παγωμένο έδαφος υποβαθμίζεται, ορυκτά που προηγουμένως ήταν θαμμένα έρχονται στην επιφάνεια και το νερό αλληλεπιδρά εντονότερα με τις επιφάνειες των πετρωμάτων. Αυτές οι αλλαγές επιταχύνουν τη χημική αποσάθρωση, μια διεργασία που μπορεί να καταναλώσει το ατμοσφαιρικό CO2.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η πρόσληψη άνθρακα που καθοδηγείται από την αποσάθρωση μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποσότητα του CO2 που απελευθερώνεται από τα ποτάμια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί ακόμη και να αντισταθμίσει πλήρως αυτές τις εκπομπές.
Για να διερευνήσει το φαινόμενο, η ομάδα μελέτησε 50 ποταμούς σε ολόκληρο το Οροπέδιο Τσινγκχάι-Θιβέτ, τη μεγαλύτερη κρυόσφαιρα υψηλού υψομέτρου στον κόσμο εκτός των πολικών περιοχών. Ανέλυσαν τις εκπομπές CO2 των ποταμών, τον διαλυμένο άνθρακα, τους ισοτοπικούς ιχνηθέτες και τα γεωχημικά μοντέλα για να κατανοήσουν καλύτερα πώς το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους επηρεάζει τον κύκλο του άνθρακα.
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι τα τοπία που λιώνουν ενισχύουν τη χημική αποσάθρωση, μεταφέροντας τον άνθρακα σε διαλυμένες ανόργανες μορφές, ενώ ταυτόχρονα απομακρύνουν το CO2 από την ατμόσφαιρα.
Η πρόσληψη άνθρακα μπορεί να ξεπεράσει τις εκπομπές των ποταμών
«Διαπιστώσαμε ότι οι εκπομπές CO2 από τα ποτάμια μειώνονται, ενώ η πρόσληψη άνθρακα μέσω της αποσάθρωσης των πετρωμάτων αυξάνεται καθώς μειώνεται η κάλυψη του μόνιμα παγωμένου εδάφους», δήλωσε ο Λιγουέι Τζανγκ (Liwei Zhang), βιογεωχημικός στο Πανεπιστήμιο East China Normal.
«Σε ορισμένες λεκάνες απορροής όπου το μόνιμα παγωμένο έδαφος έχει γίνει πιο αποσπασματικό, η πρόσληψη άνθρακα που καθοδηγείται από την αποσάθρωση ήταν αρκετά μεγάλη ώστε να αντισταθμίσει ή ακόμη και να ξεπεράσει τις εκπομπές CO2 των ποταμών».
Σε ολόκληρη την περιοχή της μελέτης, οι ερευνητές εκτίμησαν ότι η αποσάθρωση των πετρωμάτων αντισταθμίζει κατά μέσο όρο περίπου το 35% των εκπομπών CO2 από τα ποτάμια. Το φαινόμενο αυτό παρουσίαζε διακυμάνσεις ανάλογα με την έκταση της κάλυψης του μόνιμα παγωμένου εδάφους.
Περιοχές με συνεχή κάλυψη εμφάνισαν μόνο μέτρια επίπεδα αντιστάθμισης. Αντίθετα, περιοχές με ασυνεχές ή απομονωμένο μόνιμα παγωμένο έδαφος εμφάνισαν ορισμένες φορές πρόσληψη άνθρακα —καθοδηγούμενη από την αποσάθρωση— η οποία ξεπερνούσε το 100% των εκπομπών CO2 από τα ποτάμια.
Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν ότι η απομάκρυνση του άνθρακα μέσω γεωλογικών διεργασιών μπορεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, να ανταγωνιστεί την απελευθέρωση άνθρακα από τη βιολογική δραστηριότητα.
Αλληλεπίδραση γεωλογικών και βιολογικών κύκλων του άνθρακα
Η μελέτη αμφισβητεί την ιδέα ότι το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους λειτουργεί αποκλειστικά ως πηγή εκπομπών άνθρακα. Όταν τα παγωμένα εδάφη λιώνουν, τα ποτάμια δέχονται μεγάλες ποσότητες αρχαίου οργανικού άνθρακα.
Στη συνέχεια, οι μικροοργανισμοί μετατρέπουν μέρος αυτού του υλικού σε αέρια του θερμοκηπίου που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι γεωλογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα παράλληλα με αυτές τις βιολογικές διεργασίες ενδέχεται να βοηθήσουν στην αντιστάθμιση μέρους αυτών των εκπομπών.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι η αποσάθρωση των πετρωμάτων δεν θα πρέπει να θεωρείται ως μια απλή ή μόνιμη λύση για την κλιματική αλλαγή. Ο κύκλος του άνθρακα σε περιβάλλοντα που λιώνουν είναι εξαιρετικά περίπλοκος, και ορισμένες αντιδράσεις αποσάθρωσης μπορούν να απελευθερώσουν CO2, ανάλογα με τα εμπλεκόμενα ορυκτά.
Αντίθετα, η μελέτη αναδεικνύει έναν σημαντικό μηχανισμό ο οποίος δεν αποτυπώνεται πλήρως σε πολλά μοντέλα για το κλίμα και τον κύκλο του άνθρακα. «Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι ο βιολογικός και ο γεωλογικός κύκλος του άνθρακα είναι στενά συνδεδεμένοι», λέει ο Γιαν Κάρλσον (Jan Karlsson), καθηγητής στο Τμήμα Οικολογίας, Περιβάλλοντος και Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου Ουμέο.
«Για να κατανοήσουμε αν το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου εδάφους τελικά ενισχύει ή μετριάζει την κλιματική αλλαγή, πρέπει να λάβουμε υπόψη τόσο τον άνθρακα που απελευθερώνεται από τα αρχαία εδάφη όσο και τον άνθρακα που καταναλώνεται μέσω της αποσάθρωσης των πετρωμάτων».
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι μελλοντικές κλιματικές αξιολογήσεις θα πρέπει να κοιτάξουν πέρα από τις αποκλειστικά βιολογικά καθοδηγούμενες εκπομπές άνθρακα και να συνυπολογίσουν τις γεωλογικές πηγές και καταβόθρες που αναδύονται καθώς τα παγωμένα τοπία συνεχίζουν να λιώνουν.
