Роза Кори стоит в потоке талой воды в Арктике, чтобы собрать образец и проанализировать химию потока воды. Почвенное органическое вещество придает потоку его золотисто-коричневый цвет. В воде солнце может достигать углерода из почвы, ослабляя его и позволяя микробам разрушать его и выпускать в атмосферу в виде двуокиси углерода. (Кредит: Роуз Кори / У. Мичиган)

Новые исследования предполагают, что микробы в вечной мерзлоте, которые едят поглощенный солнцем углерод и превращают его в двуокись углерода, могут стать основным путем для поступления парникового газа в атмосферу.

Исследователи знали, что солнечный свет, излучаемый на постоянно замерзшей почве или вечной мерзлоте, в Арктике разрушает углерод в этой вечной мерзлоте и выпускает парниковый газ в атмосферу, но они не знали, как происходит этот процесс.

Раньше Коллин Уорд, недавний докторант Мичиганского университета и первый автор исследования, показал, что микробные сообщества в глубокой вечной мерзлоте могут быстро адаптироваться к потреблению поглощенного солнцем углерода. Почва вечной мерзлоты, обычно зарытая под землей, может подвергаться воздействию солнечного света, когда талая и разбрызгивается в поток, где воздействие солнечного света ослабляет углерод в этой вечной мерзлоте, превращая его в углерод, который эти микробные сообщества любят потреблять.

Новое исследование показывает, что солнечный свет делает почву вечной мерзлоты пищей для микробов, потому что она дает им одинаковые виды углерода, которые они уже любят есть, - углерод, который они адаптируют для метаболизма.

Поскольку больше оттепель вечной мерзлоты - арктика прогревается со скоростью, в два раза превышающей весь остальной мир, она способна выпустить в атмосферу невероятное количество углерода, как углекислый газ. Если бы весь углерод, содержащийся в вечной мерзлоте, превратился в двуокись углерода, это увеличило бы более чем вдвое количество углерода в атмосфере. Очень немногие модели, которые прогнозируют климатические сценарии на будущее, включают выбросы углекислого газа из вечной мерзлоты, говорит Роуз Кори, адъюнкт-профессор наук о Земле и окружающей среде.

«Это разница между едой в буфете с тонны выбора и некоторыми не очень хорошими вариантами, а не наличием буфета, где каждое блюдо является вашим любимым», - говорит она. «Солнечный свет превращает некоторый мерзлотный почвенный уголь в микробные« фавориты », что помогает им превращать больше этого углерода в углекислый газ».

Поток талой воды проходит через снег в Арктике. Почвенное органическое вещество придает потоку его золотисто-коричневый цвет. (Кредит: Джейсон Добковски / У. Мичиган)

Вечная мерзлота в Арктике не может быть разложена микробами до тех пор, пока она не прогревается и не тает. Как только это произойдет, родные микробные сообщества начинают разлагать этот почвенный углерод, медленно его употребляя и в процессе превращая его в углекислый газ.

Однако не все разложение почвенного углерода происходит в почве. Снег и дождь в течение лета смывают почвенный уголь в солнечные потоки и озера, где солнце ослабляет почвенный уголь. Предыдущие исследования показали, что микробы намного лучше способны превращать поглощенный солнцем углерод в углекислый газ, но они не знали, почему.

Чтобы определить, как солнечный свет помогает в производстве углекислого газа, Кори и ее команда подвергли образцы почвы сверхмассивной спектрометрии сверхвысокого разрешения до и после воздействия солнечного света, а также до и после подачи этого органического вещества в местное бактериальное сообщество. Они увидели, что бактериальные сообщества заставляют больше выделять углекислый газ в образцах вечной мерзлоты, подвергшихся воздействию солнечных лучей.

Они проверили свои результаты по другому методу: изучение состава микробного сообщества и экспрессии генов микробами. Исследователи увидели, что после воздействия солнечного света микробы переориентировали свои метаболические механизмы на потребление поглощенного солнцем углерода.

Выяснение того, как солнечный свет способствует выбросу углекислого газа из Земли в атмосферу, дает исследователям еще одну информацию о том, как определить скорость и количество углекислого газа, выделяемого вечной мерзлотой.

«Это, возможно, самый большой метод обратной связи, который вызывает больше потепления на Земле, - говорит Кори. «Мы участвуем в гонке, чтобы выяснить, насколько эта вечная мерзлота превратится в углекислый газ».

{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}

Исследователи сообщают о своей работе в журнале Природа связи.

Источник: Мичиганский университет

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon