Nová studie naznačuje, že arktická „metanová bomba“ při tání permafrostu nemusí explodovat
V Arktidě žije hlavní proměnná budoucí změny klimatu v zemi, neviditelná.
Mikrobi ve vrstvách půdy těsně nad zmrzlým permafrostem metabolizují uhlík a mění ho na oxid uhličitý a metan, mnohem silnější skleníkový plyn. Jak se tyto půdy ohřívají, uvolňuje se více uhlíku, což potenciálně uvádí do pohybu zpětnovazební smyčku oteplování, někdy přezdívanou „metanová bomba.„Nový výzkum o mikrobiálních obyvatelích arktické půdy nyní naznačuje, že takový začarovaný kruh nemusí být nevyhnutelný.“
„Je možné, že tyto systémy z různých důvodů ve skutečnosti neprodukují metan, o kterém se domníváme, že jsou schopny produkovat,“ řekl Jessica Buser-Youngmikrobiolog z University of Alaska Anchorage, který není spojen s výzkumem.
Mikroby a metan
Od roku 2010 konsorcium vědců z Evropy shromažďuje vzorky permafrostu v Arktidě, prokopává se ornicí a podložím až do trvale zmrzlé půdy pod ním. Shromáždění těchto vzorků je obtížné v rozsáhlých, odlehlých a zamrzlých severních oblastech světa, ale skupina získala vzorky z celé Kanady, Grónska a Sibiře.
V novém článku vědci provedli genomické analýzy mikrobiomu osmi panarktických vzorků permafrostu a půdy, stejně jako vzorků neporušeného i degradovaného permafrostu poblíž Fairbanks na Aljašce. Zaměřili se konkrétně na mikroby, zahrnující jak bakterie, tak archaea, které buď uvolňují, nebo konzumují metanskleníkový plyn, který může být 30krát silnější než oxid uhličitý.
Když se výzkumníci podívali na data, první překvapení přišlo z nedostatku rozmanitosti mezi mikroby produkujícími metan neboli metanogeny a mikroby spotřebovávajícími metan neboli metanotrofy, řekl spoluautor studie. Tim Urichmikrobiolog na univerzitě v Greifswaldu v Německu.
Mezi metanotrofy, jediný rod, Methylobacterdominovaly vzorky na každém místě. Tyto bakterie se nacházejí v Arktidě, často žijí v půdních vrstvách těsně nad svými metanogenními protějšky a spotřebovávají metan, který probublává zespodu. Proč byl tento jediný rod tak úspěšný, zatím není známo, řekl Urich.
Analýza „skutečně vyžaduje podrobnější studium zástupců tohoto specifického kladu, abychom porozuměli ekofyziologii a jejich reakci na měnící se podmínky v půdě,“ řekl Urich.
Možná zneškodnění metanové bomby
Urich a jeho spoluautoři se také podívali na místa, kde rozmrzl permafrost, a porovnávali vlhké a suché lokality. Místo s promočenou půdou obsahovalo více metanogenních mikrobů, kterým se dařilo v podmínkách nedostatku kyslíku. Na suchých místech naopak zvítězili metanotrofní mikrobi, zejména odrůda s jedinečnou schopností přijímat metan ze vzduchu a přeměňovat jej na méně účinný oxid uhličitý. Zatímco tyto fakultativní metanotrofy mají schopnost metabolizovat atmosférický metan, vědci poznamenali, v praxi to nutně nedělají.
„Opravdu záleží na hydrologickém osudu těchto půd.“
Tim Urich, Univerzita v Greifswaldu
Bez ohledu na to, řekl Urich, výsledkem je, že teplejší a sušší Arktida může být přínosem pro měnící se klima.
„Opravdu záleží na hydrologickém osudu těchto půd,“ řekl.
Pokud Arktida skončí na suchém konci spektra, její půdy by se mohly stát čistým úložištěm metanu (i když ne velkým), protože mikrobi začnou sát plyn ze vzduchu. Mechanismus popsaný Urichem a jeho kolegy není jedinou potenciální negativní zpětnovazební smyčkou metanu. V a nedávný papír v AGU zálohyBuser-Youngová a její spoluautoři zjistili, že mikrobi v aljašské deltě Copper River, kteří ke svému metabolismu využívají železo, začali konkurovat těm, kteří produkují metan, což potenciálně snižuje emise metanu.
„Věříme, že by se to mohlo stát potenciálně všude, kde na světě jsou ledovce,“ řekl Buser-Young.
Studie jako Urich jasně ukazují, že zatímco rozmrazování arktického permafrostu je zřejmým znakem změny klimatu, jeho příspěvek k oteplování je méně patrný, řekl. křesťanský česnekbiogeochemik na univerzitě v Hamburku, který se na výzkumu nepodílel.
„Měli jsme o tom tolik papírů metanová bomba„Myslím, že to bylo přílišné zjednodušení nebo nadhodnocení uvolňování metanu.“
Budoucnost metanu je stále nejistá
Výzkumníky stále brzdí nedostatek údajů o měnící se Arktidě.
Vysoko na Urichově seznamu potenciálně cenných datových souborů jsou studie o ekofyziologii mikrobů spojených s metanem, které on a jeho kolegové našli v arktických půdách. Takové studie by mimo jiné poskytly více údajů o tom, jak se metabolismus mikrobů mění v reakci na oteplování a různé hladiny kyslíku.
Urich také varoval, že jeho výzkum neměřil úrovně uvolňování nebo příjmu metanu z arktické půdy, takže otázka skutečného dopadu mikrobů na životní prostředí zůstala nezodpovězena.
Knoblauch zopakoval potřebu dalších údajů a poznamenal, že stále nemůžeme s jistotou říci, zda bude budoucí Arktida více mokrá nebo suchá, a tedy jak bude vypadat uvolňování metanu.
„Máme mnoho modelů a existuje mnoho simulací, ale nemáme tolik dat na zemi,“ řekl. „Myslím, že velkou otázkou je, jak rychle se materiál rozloží, jak moc rozmrzne a za (jaký) čas se rozloží a pak uvolní a jak bude systém ovlivněn změnou vegetace.“
Tento článek byl původně publikován dne Eos.org. Přečtěte si původní článek.
