În Arctica, o variabilă majoră pentru viitoarele schimbări climatice se află în pământ, invizibilă. Microbii din straturile de sol aflate chiar deasupra permafrostului înghețat metabolizează carbonul, și îl transformă în dioxid de carbon și metan, un gaz cu efect de seră mult mai puternic, informează EOS.org.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Pe măsură ce aceste soluri se încălzesc, mai mult carbon este eliberat, putând declanșa un cerc vicios de încălzire supranumit uneori „bomba cu metan”. Acum, noi cercetări privind microorganismele din solurile arctice arată că acest ciclu distructiv nu este neapărat inevitabil.
După ce a catalogt tipurile de microbi găsiți în solurile cu permafrost din întreaga regiune arctică, precum și în permafrostul recent dezghețat, o echipă de cercetători a obținut o imagine mai clară a diversității microbiene din solurile arctice și a modului în care aceste comunități se modifică pe măsură ce mediul se încălzește.
Una dintre concluziile-cheie ale studiului, publicat recent în Communications Earth and Environment, este că, în anumite condiții, în Arctica ar putea exista mai mulți microbi care „consumă” metan decât microbi care îl produc, ceea ce înseamnă că solul ar putea deveni, de fapt, un absorbant de carbon.
„Este posibil ca aceste sisteme, dintr-o varietate de motive, să nu producă metanul despre care credem că sunt capabile să-l producă”, a declarat Jessica Buser-Young, microbiolog la Universitatea Alaska Anchorage, neimplicată în studiu.
Microbii și metanul
Din 2010, un consorțiu de oameni de știință europeni colectează mostre de permafrost din Arctica. Obținerea acestor mostre este dificilă în nordul vast, îndepărtat și înghețat, însă echipa a reușit să adune probe din Canada, Groenlanda și Siberia.
În noua lucrare, cercetătorii au realizat analize pe microbiomul a opt mostre de sol și permafrost din regiunea arctică, precum și pe mostre de permafrost intact și degradat lângă Fairbanks, Alaska. Ei s-au concentrat în mod special pe microbi care fie eliberează, fie consumă metan, un gaz cu efect de seră de până la 30 de ori mai potent decât dioxidul de carbon.
Lipsa de diversitate atât în rândul microbilor producători de metan, o mare surpriză
Când au analizat datele, prima surpriză a venit de la lipsa de diversitate atât în rândul microbilor producători de metan (metanogeni), cât și al celor consumatori de metan (metanotrofe), a declarat coautorul studiului, Tim Urich, microbiolog la Universitatea din Greifswald, Germania.
În rândul metanotrofelor, un singur gen, Methylobacter, a dominat mostrele din toate locațiile. Aceste bacterii sunt răspândite în Arctica, acolo unde sunt găsite adesea în stratul de sol situat chiar deasupra metanogenilor, și unde consumă metanul care se ridică din straturile inferioare. De ce acest gen este atât de eficient rămâne un mister, a subliniat Urich.
Analiza „chiar cere studierea mai detaliată a reprezentanților acestui grup specific, pentru a înțelege ecologia și fiziologia lor și modul în care răspund la schimbările din sol”, a adăugat el.
O posibilă dezamorsare a „bombei cu metan”
Urich și colegii săi au analizat și locuri unde permafrostul s-a dezghețat, apoi au comparat zonele umede și zonele uscate. Solurile îmbibate cu apă conțineau mai mulți microbi metanogeni, care prosperă în condiții lipsite de oxigen. În schimb, în zonele uscate dominau microbii metanotrofi, inclusiv un tip capabil să extragă metan direct din aer și să-l transforme în dioxid de carbon, mai puțin potent climatic.
Totuși, cercetătorii au notat că aceste metanotrofe facultative nu metabolizează întotdeauna metanul atmosferic în practică.
Indiferent de aceasta, concluzia este că o zonă arctică mai caldă și mai uscată ar putea fi, paradoxal, un factor pozitiv pentru climă.
„Totul depinde de soarta hidrologică a acestor soluri”, a spus Urich.
Dacă regiunea devine mai uscată, solurile ar putea deveni un absorbant net de metan (deși modest), pe măsură ce microbii încep să tragă gazul din atmosferă. Iar mecanismul descris de Urich nu este singurul potențial feedback negativ al metanului.
Într-un studiu recent publicat în AGU Advances, Buser-Young și colegii ei au descoperit că microbii din Delta Râului Copper, Alaska, care folosesc fier în metabolismul lor, încep să îi depășească pe cei care produc metan, ceea ce reduce potențial emisiile.
„Credem că acest lucru s-ar putea întâmpla oriunde există ghețari în lume”, a spus Buser-Young.
Astfel de studii arată că, deși dezghețarea permafrostului arctic este un semn evident al schimbărilor climatice, contribuția sa la încălzirea globală este mult mai puțin clară, spune Christian Knoblauch, biogeochimist la Universitatea din Hamburg, neimplicat în cercetare.
„Am avut atât de multe articole despre această bombă cu metan. Cred că a fost o simplificare excesivă sau o supraestimare a eliberării de metan”, a subliniat el.
Viitorul metanului rămâne incert
Pe lista de priorități a lui Urich se află studii despre ecologia și fiziologia microbilor asociați metanului descoperiți în solurile arctice. Acestea ar oferi date despre modul în care metabolismul lor se modifică în funcție de temperatură, nivelul de oxigen și alți factori.
Urich a avertizat, de asemenea, că studiul său nu a măsurat nivelul real al emisiilor sau absorbției de metan din solurile arctice, ceea e lasă deschisă întrebarea privind impactul real al microbilor asupra mediului.
Knoblauch a subliniat, la rândul său, că nu se știe încă dacă Arctica va deveni mai umedă sau mai uscată, ceea ce complică estimările privind viitoarele emisii de metan.
„Avem multe modele și numeroase simulări, dar nu atât de multe date reale din teren. Cred că marile întrebări sunt cât de repede se descompune materia organică, cât de mult va fi dezghețat și în cât timp se va descompune și se va elibera, și cum va fi influențat sistemul de schimbările vegetației”, a concluzionat acesta.
