Znalezienie emisji gazów cieplarnianych w regionach o wysokiej szerokości geograficznej
Nadal nie do końca wiemy, jak dokładnie masa lądowa Ziemi zareaguje na zmiany klimatu, co utrudnia ustalenie, czy obecne prognozy klimatyczne są dokładne. Dotyczy to również regionów położonych na wysokich szerokościach geograficznej, takich jak Arktyka i ekosystemy borealne, w których występują znaczne rezerwy węgla w glebie i które mogą stać się ogromnymi źródłami netto gazów cieplarnianych (GHG). Obszary te emitują również metan (CH4) i podtlenek azotu (N2O), choć szacunkowe prognozy dotyczące tych emisji znacznie się różnią. Większość badań skupiała się na wpływie na klimat w okresach wegetacji roślin, ponieważ warunki do wykonywania pomiarów zimą są dość niekorzystne, a wiele emisji jest związanych z aktywnością roślin, która osiąga szczyt latem. „Wraz ze zmieniającym się klimatem okresy te ocieplają się, co oznacza, że procesy glebowe będą prawdopodobnie trwały zarówno dłużej, aż do jesieni, jak i przebiegały potencjalnie w szybszym tempie niż wcześniej” — wyjaśnia Claire Treat(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesora na Wydziale Agroekologii Uniwersytetu w Aarhus. „Wpływ netto tych zmian na roczne emisje jest nieznany, ale potencjalnie duży”. Tak więc w ramach projektu FluxWIN(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który został sfinansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ERBN), Treat i jej współpracownicy udali się na obszary o wysokiej szerokości geograficznej, aby bezpośrednio zmierzyć strumienie CH4 i N2O w okresie poza sezonem wegetacyjnym i uzyskać dokładniejszy obraz wpływu zmieniającego się klimatu.
Analiza strumienia gazów cieplarnianych poza sezonem wegetacyjnym w laboratorium i w terenie
„ERBN pozwoliło nam stworzyć naprawdę dobry ośrodek terenowy ze zautomatyzowanymi komorami do pomiaru emisji gazów cieplarnianych, które mogą działać zimą” — mówi Treat, koordynatorka projektu FluxWIN. Naukowcy zmierzyli, w jaki sposób emisje CH4 zmieniają się na terenach podmokłych, a także na pobliskich terenach wyżynnych i to przez cały rok. Następnie wykorzystali eksperymenty terenowe i pomiary izotopowe 13C-CH4, aby sprawdzić, jak składniki strumieni CH4 zmieniają się w ciągu roku. W laboratorium zbadano, jak tempo produkcji i rozkładu CH4 zmienia się w zależności od temperatury.
Widoczna sezonowa zmienność emisji CH4
Najbardziej ekscytujące wyniki dla Treat, pochodzące z pracy jej doktorantki, Kathariny Jentzsch, pokazują, że sezonowa zmienność emisji CH4 różni się w zależności od różnych zbiorowisk roślinnych. W niektórych zbiorowiskach emisje CH4 zachowywały się dokładnie tak, jak oczekiwano, podążając za aktywnością roślin, tzn. osiągając szczyt w okresie letnim. Jednak jesienią naukowcy zaobserwowali niewielką zmianę emisji w bardziej suchych zbiorowiskach roślinnych, które stały się kluczowymi składnikami emisji w większej skali ekosystemu. „Jeśli weźmiemy pod uwagę bagno jako całość, jesienne emisje metanu były wyższe niż się spodziewaliśmy ze względu na udział tych suchych zbiorowisk roślinnych” — zauważa Treat. Wskazuje to na konieczność uwzględnienia zmienności przestrzennej na terenach podmokłych w celu dokładnego przewidywania rocznych emisji CH4, czego obecne modele nie uwzględniają.
Inspirujące badania emisji w zimnych porach roku
Treat mówi, że jest przekonana, że projekt ten zainspirował inne badania, w tym dotyczące tego, jak emisje w zimnych porach roku są odzwierciedlane w modelach budżetu CH4 w ramach projekcji globalnych emisji. „Mówiąc ogólnie, mam nadzieję, że oznacza to, że te ważne emisje są teraz uwzględniane w globalnych budżetach metanu”. Zespół planuje teraz wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu w Helsinkach zbadać, w jaki sposób procesy leżące u podstaw strumieni CH4 różnią się między dwoma różnymi, powszechnymi typami terenów podmokłych: bagien topogenicznych i ombrogenicznych. Jak dodaje Treat: „Myślę, że ten projekt naprawdę pomógł zmienić paradygmat, zmuszając inne grupy badawcze pracujące na wysokich szerokościach geograficznych do kontynuowania pomiarów przez cały rok, dzięki czemu będą one prowadzone nawet na większą skalę!”.
