Naukowcy z Narodowego Laboratorium Oak Ridge (Departament Energii USA) wykazali, że nieznaczne ocieplenie klimatu wywołuje wielką utratę węgla w ekosystemach torfowiskowych. Odkrycie zostało opisane 27 lipca 2020 r. w AGU Advances.
Mokradła świata.
Największe znane skupiska torfowisk znajdują się w Kanadzie, na Alasce, w Europie Północnej, Syberii Zachodniej, Azji Południowo-Wschodniej oraz w dorzeczu Amazonki, gdzie pokrywają ponad 10% powierzchni. (Joosten i Clarke, 2002). Gros torfowisk świata występuje w borealnych i umiarkowanych częściach półkuli północnej, zwłaszcza w Europie, Ameryce Północnej i Rosji. Ich uformowanie umożliwiły tamtejsze reżimy klimatyczne charakteryzujące się wysokimi opadami i niską temperaturą.
Torfowiska zajmują obecnie około 3% lądu Ziemi i zawierają co najmniej jedną trzecią węgla obecnego w glebach świata – więcej niż lasy. Magazynują go wyjątkowo skutecznie, ponieważ ich zimny, wilgotny i kwaśny stan zabezpiecza głębokie warstwy starożytnej materii roślinnej. Uczeni postanowili dowiedzieć się, w jakim tempie gorętsze i suchsze warunki uruchamiają w torfowisku procesy mikrobiologiczne, które wprowadzają do atmosfery ogromne ilości węgla w postaci CO2 i CH4.
W ramach Projektu SPRUCE, unikalnego eksperymentu polegającego na manipulowaniu ekosystemem, wytyczono i odizolowano kilka działek w lasach północnej Minnesoty, i wystawiono je na działanie temperatur o pięciu wartościach – najwyższa wynosiła 6°C nad i pod ziemią. W połowie kontrolowanych środowisk podwyższono też koncentracje dwutlenku węgla. Zabieg pozwolił zmierzyć skutki realiów, jakich ten ekosystem nigdy wcześniej nie doświadczył. W eksperymencie na dużą skalę przestudiowaliśmy zakres ocieplenia, którego nie można ekstrapolować na podstawie zapisów historycznych, powiedział Paul Hanson, badacz ekosystemów w ORNL i koordynator SPRUCE.
Zespół Hansona przeanalizował dane dotyczące m.in. wzrostu roślin i korzeni, poziomu wody i torfu, aktywności drobnoustrojów. Te czynniki pochłaniania i wydalania, które kontrolują dwukierunkowy przepływ węgla, składają się na tzw. budżet węglowy. Okazało się, że w ciągu zaledwie trzech lat wszystkie ogrzewane powierzchnie torfowisk przestały być pochłaniaczami CO2 netto i zaczęły funkcjonować jako jego emitery. To fundamentalne przeobrażenie charakteru torfowiska nastąpiło nawet przy najniższym ociepleniu (około 1,5°C powyżej temperatury otoczenia) – szybkość uwalniania węgla była od 5 do 20 razy szybsza od tempa jego akumulacji.
Wyższe temperatury bezpośrednio przełożyły się na większe emisje dwutlenku węgla i metanu. To bardzo ścisły związek jak na dane biologiczne. Chociaż wyniki mieściły się w spektrum hipotez, to wrażliwość utraty węgla na temperaturę zaskoczyła nas, przyznał Hanson.
Grupa 59 międzynarodowych naukowców uzyskała nowe informacje na temat wpływu zmiany klimatu na lasy borealne i torfowiska. Ich badanie ukazujące, w jaki sposób ekosystemy tracą wodę, ukazało się 11 maja 2020 r. w Nature Climate Change.
W miarę ocieplania się klimatu powietrze staje się bardziej suche i pochłania więcej wody. W odpowiedzi na wysychanie powietrza ekosystemy leśne, które stanowią większość naturalnych regionów borealnych świata, zachowują więcej wody. Ich drzewa, krzewy i trawy to tzw. rośliny naczyniowe – zazwyczaj pobierają dwutlenek węgla i uwalniają wodę oraz tlen przez mikroskopijne pory w liściach. Jednak w cieplejsze i suchsze dni pory zamykają się, co spowalnia tę wymianę i zaoszczędza wodę.
Pozostałą częścią krajobrazu borealnego są jeziora i torfowiska. Te ostatnie gromadzą potężne pokłady wody i węgla w warstwach żywego i martwego mchu. Torfowiska pełnią rolę naturalnych duktów między fragmentami lasu – zapobiegają rozprzestrzenianiu pożarów, o ile pozostają mokre. Mchy torfowiskowe nie należą do roślin naczyniowych, zatem wraz z postępującym ociepleniem są bardziej podatne na wysychanie. W przeciwieństwie do lasów nie mają mechanizmu ochrony przed utratą wody. Odwodnienie nie tylko nasila rozkład zalegającego w nich węgla, lecz także zamienia je w pożywkę dla ognia, o czym informowało już badanie laboratorium ekohydrologicznego Waddington. Wysuszone torfowiska oznaczają bardziej rozległe i intensywne pożary, które uwalniając do atmosfery ogromne ilości węgla, przyspieszają globalne ocieplenie, powiedział Manuel Helbig z Uniwersytetu McMaster, jeden z głównych autorów analizy.
Pożar w Pantanal.
Brazylijska Agencja Kosmiczna INPE podała 24 lipca 2020 r., że w 2020 r. liczba pożarów lasów w Pantanal, największych na świecie tropikalnych terenach podmokłych, uległa potrojeniu w porównaniu z sezonem ubiegłym. Od 1 stycznia do 23 lipca było ich w regionie aż 3 682, co stanowi skok o 201%. To regionalny rekord w historii monitoringu prowadzonego od 1998 r. W tym samym okresie 2018 r. odnotowano 277 pożarów. Na obszarze 140 000–160 000 kilometrów kwadratowych równiny aluwialnej żyją tysiące gatunków roślin i zwierząt, w tym jaguary, mrówkojady, ptaki wędrowne, piranie, kapucynki i zielone anakondy.
Naukowcy NASA przeprowadzający Eksperyment Arktycznej Wrażliwości Borealnej (Arctic Boreal Vulnerability Experiment – AboVE) wykorzystali w 2017 r. samoloty wyposażone w nowej generacji spektrometr, aby w podczerwieni zobrazować 30 000 kilometrów kwadratowych arktycznego krajobrazu. Wysoce wyspecjalizowany przyrząd nie zawiódł. Wykryliśmy 2 miliony aktywnych wyrzutów metanu, którego koncentracje przekraczały 3 000 części na milion, powiedział Clayton Elder z Laboratorium Napędu Odrzutowego w Pasadenie, główny autor badania zamieszczonego 10 lutego 2020 r.w Geophysical Research Letters. Od czasu przeprowadzonych obserwacji sytuacja ulega dalszemu pogorszeniu: w 2018, 2019 i 2020 r. Arktyka ponownie doświadczyła szokujących, rekordowych temperatur zarówno zimą, jak i latem. Ponadto wyniki ujawniły pewną prawidłowość: źródła metanu znajdowały się nie dalej niż 40 metrów od akwenów takich jak jeziora i strumienie.
Instytut Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie potwierdził 27 listopada 2019 r. w Nature, że w lasach borealnych zmiana klimatu przekroczyła punkt krytyczny.
Badanie opublikowane 1 grudnia 2016 r. w Nature zidentyfikowało kluczowe dodatnie sprzężenie zwrotne klimatu: ocieplenie Ziemi wywołane przez cywilizację przemysłową sprawia, że gleby wydychają węgiel. Proces ten znany jest jako „bomba kompostowa”. Mikroorganizmy glebowe na ogół konsumują węgiel, a następnie uwalniają dwutlenek węgla jako produkt uboczny. Duże obszary planety – od Alaski i północnej Kanady po Europę Północną i rozległe połacie Syberii – były wcześniej zbyt zimne, aby oddychanie gleb mogło tam zaistnieć. Wzrost temperatur spowodował, iż teraz wprowadzają one do atmosfery znacznie większe niż kiedykolwiek ilości CO2 i CH4. Nawet przy natychmiastowym wstrzymaniu wszystkich cywilizacyjnych emisji gazów cieplarnianych gleby nadal będą uwalniać co najmniej taką samą ilość dwutlenku węgla i metanu, jaką generował przemysł paliw kopalnych w połowie XX w.
Globalne ocieplenie przekroczyło punkt bez powrotu i nie możemy już odwrócić jego skutków, powiedział dr Thomas Crowther, główny autor pracy. Nasza analiza przedstawia empiryczne dowody potwierdzające od dawna wyrażaną obawę, iż wzrost temperatur stymuluje proces utraty glebowego C na rzecz atmosfery, co napędza dodatnie sprzężenie zwrotne klimatu, które przyspieszy planetarne ocieplenie w XXI., napisali badacze. To z kolei może oznaczać, że wszelkie starania ludzi mające ograniczyć emisje GHG nie wystarczą, bo otacza nas zewsząd inne ich źródło – sama Ziemia.
Międzynarodowe badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Exeter ustaliło, że ocieplenie Ziemi o 2°C w porównaniu z epoką preindustrialną (1750 r.) sprawi, iż gleby uwolnią ~230 miliardów ton węgla (ponad czterokrotnie więcej niż 100-letnie emisje Chin i ponad dwukrotnie więcej niż 100-letnie emisje Stanów Zjednoczonych). Gleby świata zawierają od dwóch do trzech razy więcej węgla niż atmosfera. Rosnące temperatury przyspieszają proces dekompozycji, przez co skracają czas magazynowania węgla (tzw. obrót węgla glebowego). Te dramatyczne szacunki zostały zaniżone. Nasza analiza wyklucza najbardziej skrajne przewidywania i nie obejmuje strat węgla zalegającego w głębokiej wiecznej zmarzlinie, przyznała współautorka dr Sarah Chadburn. Reakcja gleb na zmianę klimatu jest obszarem największej niepewności w prognozach zmiany klimatu. Aby lepiej zrozumieć ten wycinek obiegu węgla, naukowcy połączyli dane obserwacyjne z modelami systemu Ziemi. Dzięki temu zabiegowi udało się im zredukować niepewność związaną ze wzrostem średniej temperatury planety o 2°C ze 120 miliardów ton węgla do 50 miliardów ton węgla. Wyniki dochodzenia zostały opublikowane 2 listopada 2020 r. w Nature Communications.
W lutym 2020 r. ocieplenie planety liczone od 1750 r. (początek industrializacji) przekroczyło poziom 2°C.
Jeśli jest Pani/Pan subskrybentem/stałym czytelnikiem bloga i uznaje moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem już za 5 zł miesięcznie. Dziękuję.
Oprac. exignorant
Blog exignoranta 