Солнечный свет и «правильные» микробы превращают арктический углерод в углекислый газ

В Арктике мало тени, поэтому, когда вечная мерзлота тает, углерод выделяется в ручьи и озера, а дальше сочетание солнечного света и микробов превращает его в двуокись углерода.

Практически половина органического углерода, хранящегося в почве во всем мире, содержится в вечной мерзлоте Арктики. Последняя быстро тает, а ее органический материал превращается в парниковые газы, которые усугубляют глобальное потепление.

Вечная мерзлота тает. Микробы потребляют эти запасы углерода, создавая углекислый газ. Его большая часть в конечном счете остается в атмосфере, но ученые до сих пор не в курсе не знают, как работает система.

Новое исследование описывает механизмы, указывая на важность солнечного света, правильного микробного сообщества в качестве ключей в процессе превращения вечной мерзлоты в углерод. Результаты исследования поддержал Национальный научный фонд США и Министерство энергетики.

Соавтор исследования - Байрон Крамп, биогеохимик штата Орегон. Он сообщил следующее: - «Мы давно знаем, что микробы превращают углерод в СО2, но предыдущие попытки репликации арктической системы в лабораторных условиях потерпели неудачу. Как оказалось, это потому, что лабораторные эксперименты не включали в себя очень важный элемент - солнечный свет”.

Когда таяние вечной мерзлоты и накопленный углерод освобождаются в ручьи и озера в Арктике, он подвергается воздействию солнечного света, усиливающего распад некоторых микробных сообществ и разрушая деятельность иных сообществ. Разные микробы реагируют по-разному, но есть сотни, даже тысячи различных микробов, способных поглотить солнечный свет. 

Обратим внимание, что исследовательская группа штата Орегон и представители Мичиганского университета смогли идентифицировать соединения, а именно, тот момент, когда микробы предпочитают использовать химию высокого разрешения и генетические подходы. Они обнаружили, что солнечный свет для вечномерзлой почвы актуален для микробов, потому что он превращает его в тот же вид углерода, который они уже любят потреблять. Это углерод, адаптированный для метаболизма.

«Углерод, о котором мы говорим, перемещается из почвы в реки и озера, где он полностью подвержен солнечному свету», - сказал Крамп. «Нет деревьев и нет тени, а летом все 24 часа дневной солнечный свет, который потенциально более важен для конверсии углерода в CO2 в Арктике, если сравнивать , например, свет в тропическом лесе».

По мере того как климат изменяется, то есть становится более теплым, он становится интересным и для Арктики, - считает Крамп, преподаватель колледжа. 

Крамп сказал, что долгосрочный прогноз для экосистемы арктической тундры заключается в том, что потепление спровоцирует появление кустарников и иных растений, заменяющих тундру, обеспечив тень от солнечного света. Это отрицательная сторона, но есть и положительная. Раньше наступает весна, позже осень. Вода и углерод войдут в озера и ручьи с более быстрой деградацией углерода. Для специалистов сложно определиться, что лучше. 

Крамп считает, что ставки высоки. В замороженной вечной мерзлоте содержится больше углерода нежели в атмосфере. Он накопился за миллионы лет благодаря растениям, которые растут и умирают очень медленно, затухания в результате морозной погоды.

Крамп сказал, что некоторые из органических веществ менее вкусны для микробов, нежели иные, но сообщества бактерий разнообразны, поэтому будет чем энергетически пользоваться.

Текст: Т. Сокот