رودخانه ها دی اکسید کربن باستان را در جو آزاد می کنند – تغییر شکل علوم آب و هوا

رودخانه ها مدتهاست که نقش مهمی در چرخه کربن سیاره ایفا کرده اند. آنها گازهایی مانند دی اکسید کربن (CO₂) و متان (CH₄) را جابجا می کنند و سیستم های زمین ، هوا و اقیانوس را به هم متصل می کنند. تا همین اواخر ، دانشمندان معتقد بودند که گازهای کربن آزاد شده از رودخانه ها بیشتر از پوسیدگی مواد گیاهی است که طی چند دهه گذشته وارد اکوسیستم شده بودند. این دیدگاه اکنون در حال تغییر است.

یک مطالعه بزرگ بین المللی به رهبری دانشمندان دانشگاه بریستول و منتشر شده در طبیعت ، چیزی غیر منتظره را نشان می دهد. به نظر می رسد که بیش از نیمی از انتشار Co₂ Co₂ از کربن که بسیار بزرگتر است – برای قرن ها ، هزاره ها یا حتی طولانی تر قبل از پیدا کردن راه بازگشت به جو.

این کشف به یک مسیر پنهان که از طریق آن کربن باستان ذخیره طولانی مدت در خاک ، رسوبات و سنگ ها را نشان می دهد ، فقط برای بازگرداندن جو از طریق رودخانه ها و نهرها نشان می دهد. مقدار این کربن قدیمی که اکنون تصور می شود هر سال منتشر می شود – حدود ۱.۲ PETAGRAMS یا ۱.۲ میلیارد تن – تقریباً برابر با میزان CO₂ است که اکوسیستم های زمینی سالانه از جو خارج می شوند.

دکتر جاش دین ، ​​استادیار بیوژئوشیمی در دانشگاه بریستول و نویسنده اصلی مطالعه ، از این نتایج شگفت زده شد. وی گفت: “به نظر می رسد که فروشگاه های کربن قدیمی نسبت به تخمین های قبلی که پیشنهاد شده است ، بیشتر به جو نشت می کنند.” “ما هنوز نمی دانیم که انسان چگونه بر این جریان کربن باستان تأثیر می گذارد ، اما می دانیم که گیاهان و درختان باید امروز کربن بیشتری را از جو بگیرند تا این نسخه ناشناخته را به خود اختصاص دهند.”

این تغییر در درک دانشمندان را وادار می کند تا دوباره فکر کنند که این فروشگاه های کربن قدیمی چقدر پایدار هستند – و چگونه ممکن است به تغییرات محیطی آینده پاسخ دهند.

برای تعیین سن کربن در رودخانه ها ، تیم تحقیقاتی بیش از ۱۱۰۰ اندازه گیری منتشر شده و ۵۴ مورد جدید را اضافه کردند. این نمونه ها از بیش از ۷۰۰ محل رودخانه در ۲۶ کشور جهان ، از جمله رودخانه های آمریکای شمالی و جنوبی ، اروپا ، چین ، آفریقای شرقی ، استرالیا و حتی قطب جنوب آمده است.

محققان با تجزیه و تحلیل محتوای رادیوکربن ، همچنین به عنوان F⁴C (کسری مدرن) شناخته می شوند ، می توانند تخمین بزنند که کربن از جو از جو خارج شده است. کربن با مقادیر F⁴C بالاتر جدیدتر است ، در حالی که مقادیر پایین تر منشاء بسیار قدیمی تر را نشان می دهد.

دکتر Gemma Coxon ، نویسنده و کارشناس هیدرولوژی در بریستول ، این اهمیت را توضیح داد: “رودخانه ها در سطح جهانی هر سال حدود دو گیگاتون کربن را منتشر می کنند. بیش از نیمی از این انتشار گازهای گلخانه ای ممکن است از فروشگاه های کربن باشد که ما نسبتاً پایدار در نظر گرفته ایم. این بدان معنی است که ما باید دوباره این قسمت های مهم چرخه جهانی کربن را ارزیابی کنیم.”

به عبارت ساده تر ، در حالی که بخشی از رودخانه کربن ناشی از فتوسنتز و تجزیه اخیر است ، بخش بزرگی از چرخه اکوسیستم فعلی نیست. درعوض ، پس از قفل شدن صدها یا حتی هزاران سال دوباره بازسازی می شود.

دانشمندان منابع کربن رودخانه را به سه نوع اصلی تقسیم می کنند:

تیم دکتر دین برای تعیین سهم هر منبع از محاسبات تعادل انبوه ایزوتوپی استفاده کرد. آنها دریافتند که ۱۷ ٪ ۵۹ ٪ از انتشار گازهای گلخانه ای از منابع هزاره و پتروژنیک همراه است.

پروفسور باب هیلتون ، جغرافیدان رسوبی در دانشگاه آکسفورد و همکار این مطالعه ، گفت: “ما فهمیدیم که حدود نیمی از انتشار گازهای گلخانه ای جوان هستند ، در حالی که نیمی دیگر بسیار مسن تر هستند ، از لایه های عمیق خاک و هوازدگی صخره ای که هزاران و حتی میلیون ها سال پیش تشکیل شده اند.”

این یافته ها پیامدهای سنگین را برای علم آب و هوا به همراه دارد. کربن که مدتهاست در پوسته یا خاک زمین ذخیره شده است ، قبلاً تصور می شد که عمدتاً پایدار است. اکنون به نظر می رسد که برخی از آن در رودخانه ها شسته شده و دوباره وارد جو می شوند.

این مهم است زیرا مدل های آب و هوایی غالباً کربن خاک را به عنوان یک سینک ایمن درمان می کنند ، با فرض اینکه قفل شده باشد مگر اینکه از فعالیت های عمده انسانی مختل شود. اگر کربن قدیمی تر از طریق رودخانه ها به تنهایی به هوا نشت می کند ، مدل ها می توانند میزان واقعی کربن را که به جو اضافه می شود ، دست کم بگیرند.

علاوه بر این ، این شار غیر منتظره می تواند به معنای این باشد که سیستم های طبیعی زمین – به ویژه گیاهان و خاک ها – سخت تر از آنچه تصور می شود برای افزایش سطح CO₂ کار می کنند ، کار می کنند. دکتر دین تأکید کرد که وقتی خاطرنشان کرد که گیاهان و درختان باید هر سال یک گیگاتون اضافی از Co₂ را جذب کنند تا این نسخه تازه شناخته شده را جبران کنند.

محققان معتقدند که این درک جدید نیاز به تعدیل بودجه های جهانی چرخه کربن و مدلهای پیش بینی آب و هوا دارد. دانستن منبع CO₂ رودخانه به اصلاح پیش بینی ها و بهبود استراتژی های مدیریت کربن کمک می کند.

با انتشار این مطالعه ، محققان اکنون تمرکز خود را به مناطقی که در مجموعه داده های فعلی پوشانده نشده اند ، روی می آورند. آنها قصد دارند چگونگی متفاوت بودن انتشار کربن رودخانه بر اساس آب و هوا ، چشم انداز و فعالیت های انسانی را کشف کنند. هدف دیگر درک این است که آیا این انتشار گازهای گلخانه ای باستان به مرور زمان افزایش یافته است ، به ویژه در پاسخ به جنگل زدایی ، کشاورزی یا گرم شدن.

این کار از شورای تحقیقات محیط زیست طبیعی اوکری حمایت کرد. اگرچه این مطالعه در حال حاضر چندین قاره را شامل می شود و شامل سیستم های متنوع رودخانه است ، اما در مورد این نشت جهانی کربن هنوز هنوز کشف شده است.

در این میان ، این تحقیق قطعه مهمی را به معما چگونگی حرکت کربن از طریق سیستم های زمین اضافه کرده است. رودخانه ها ، که به عنوان مسیرهای حمل و نقل برای آب و مواد مغذی دیده می شوند ، اکنون به عنوان بازیگران مهم در بازگشت کربن باستانی به آسمان شناخته می شوند.

با تغییر این سیاره و تغییر مناظر ، ردیابی این جریان کربن پنهان برای درک چگونگی کار بودجه کربن زمین و چگونگی محافظت از آن ضروری خواهد بود.