Новое исследование, проведенное Университетом Лафборо, показало, что залегание в озере органического углерода увеличилось в три раза по сравнению с последним 100 годы в ответ на разрушение человеком глобальных круговоротов питательных веществ.
Профессор Джон Андерсон из отдела географии и окружающей среды Школы социальных и гуманитарных наук надеется Полученные результаты расширят наше понимание глобального накопления углерода и той роли, которую играют озера в этом процессе, поскольку процесс захоронения ранее считался несущественным.
Исследование, опубликованное в Достижения науки , была предпринята в попытке учесть некоторые пробелы в глобальном углеродном бюджете.
Глобальный углеродный бюджет учитывает количество углерода, произведенного в глобальном масштабе, и то, где оно заканчивается.
Теоретически, количество углерода, выделяемого в результате деятельности человека, например, при сжигании ископаемого топлива и рубке деревьев, и количество углеводов. на поглощенный океанами, почвой и атмосферой, баланс должен.
Однако цифры не совсем добавьте, и часть бюджета учитывает «отсутствие», так как мы не можем объяснить, куда ушел часть углерода.
Это проблема, поскольку балансирование бюджета является важной частью понимания современного углеродного цикла, который ученые анализируют, чтобы предсказать будущие уровни углекислого газа в атмосфере и его парниковый эффект.
Хотя известно, что все озера закапывают углерод, этому факту уделялось мало внимания, и в предыдущих исследованиях озер рассматривался только вопрос о том, как углерод перенесен из земли в воду.
Исследования профессора Андерсона, которые проводятся в сотрудничестве с доктором Адамом Хиткотом и Д-р Даниэль Энгстрем, Музей науки Миннесоты (SMM), и консорциум Globocarb (команда 20 академики из учреждениями по всему миру), это первое исследование, в котором изучалось, увеличились ли темпы захоронения углерода в озере за последние 100 лет по всему земному шару.
Озера хоронят углерод как органический материя – материя, которая произошла от недавно живых организмов (например, разлагающаяся водная растительность), которая примерно равна 50 процент органического углерода.
Дело опускается на дно озер и остается там в виде коричневого осадка. Океаны и лиманы также закапывают углерод – но не так много, как озера в относительном выражении.
Чтобы оценить, как захоронение С течением времени показатели менялись, профессор Андерсон и исследовательская группа изучали керны осадка, взятые из 516 природные озера по всему земному шару.
, а также глядя на данные и образцы из разных стран и континенты – включая Великобританию, Южную Америку, Швецию, Данию и Канаду – они также смотрели на озера в различных зонах растительности Земли, известных как «биомы», такие как тропические леса, саванны и тундры.
Профессор Андерсон и команда вычислили возраст ядер осадка с помощью радиометрического датирования ( 210 Pb) – метод, используемый для датирования материалов на основе известной скорости распада радиоактивного э они содержат в себе элементы, а также рассчитывают содержание органических веществ в осадке.
Их подход был особенно новым, поскольку они использовали улучшение 210 Метод датирования Pb, который действует как фокусирующая коррекция.
Этот метод позволил им стандартизировать скорость захоронения во всех озерах, что важно, поскольку озера различаются по размеру, а осадок не распределены равномерно, а затем рассчитайте, сколько органического углерода захоронено всеми озерами в одном географическом районе.
Из свой анализ команда нашла:
- Общая глобальная скорость захоронения углерода озерами увеличилась с 0 05 PgC yr-1 до 0 12 PgC год-1 (где 1 петаграмма (Pg) углерода (C) эквивалентно 1 миллиарду метрических тонн углеводов или 3. 67 миллиардов тонн СО 2 ) за последние 100 года
- по всем биомов, количество захоронений увеличилось втрое, включая четырехкратное увеличение озер в тропических пастбищах и лесах, что отражает высокий уровень антропогенных нарушений в тропиках во время 20 thcentury
- Озера в бореальных биомах (лесные районы северной Евразии и северной части Северной Америки) составляют наибольшую долю глобальные темпы захоронения углерода из-за их большого охвата, но за ними тесно следуют озера в тропических лесах, а затем озера, расположенные на пастбищах и в саванне.
Команда также найдена что увеличение уровня захоронения в значительной степени в ответ на основные sical преобразование поверхности Земли над последним 100 – 200 лет.
Леса играют огромную роль в круговороте углерода, и при их вырубке не только прекращается поглощение углерода, но и высвобождается углерод, хранящийся в деревьях. в атмосферу путем сжигания или разложения.
Деятельность человека в 1950 s привело к быстрым изменениям земного покрова и удалению лесов, что в значительной степени повлияло на круговорот углерода.
Исследователи обнаружили, что большинство биомов увеличило погребение углерода в озере с конца 19 века, что означает, что озера реагировали на эти серьезные изменения в биогеохимии Земли.
Помимо увеличения скорости захоронения для компенсации выбросов углерода на суше, исследователи также обнаружили, что антропогенное воздействие на азот цикл и другие питательные циклы влияли на скорость захоронения.
Удобрения и питательные добавки используются в сельском хозяйстве, чтобы помочь росту сельскохозяйственных культур и они часто попадают в озера и ручьи через сток и эрозию почвы.
Те же питательные вещества, которые помогают выращивать сельскохозяйственные культуры, также увеличивает рост водных растений, что, в свою очередь, увеличивает количество разлагающегося растительного вещества в озерах и, следовательно, количество захороненного углерода.
Команда обнаружила, что в районах с интенсивным сельскохозяйственным производством и существенным снижением содержания питательных веществ в результате использования удобрений, таких как районы, которые были смешанными лесами и лугами в Европе и Северной Америке до изменений в землепользовании, уровень захоронения в озерах увеличился в три раза с начала 20 века .
Из исследования, которое разделено в статье под названием «Антропогенное изменение питательных веществ увеличивает глобальную поглотитель пресной воды, Профессор Андерсон сказал: «Поглощение углерода в озерах является стоком в контексте современного углеродного цикла, его можно рассматривать как компенсацию воздействия антропогенного СО». 2 релиз.
«Я надеюсь, что это исследование заставит людей осознать, что скорость захоронения является важной частью связанного земно-водного углеродного цикла и что показатели увеличились.
“Это также подчеркивает, что изменение климата не является существенным компонентом этого повышенного коэффициента захоронения, это главным образом землепользование и связанные с ним изменения в использовании питательных веществ, которые являются основными движущими силами. “
Профессор Андерсон надеется улучшить результаты этого исследования ограничение количества захоронений в Арктике – области с множеством озер, но относительно недостаточно изученной.
Это исследование обнаружил, что уровень захоронения углерода в озерах Арктики низок, но в будущем он может быстро возрасти в результате таяния g вечная мерзлота (почва, которая постоянно замерзает), и это важно, учитывая, что в Арктике хранится большая часть органического углерода Земли.