淡水湖はすでに世界の炭素の4分の1を排出しています-そして気候変動はそれを倍増させる可能性があります

淡水湖はすでに世界の炭素の4分の1を排出しています-そして気候変動はそれを倍増させる可能性があります カナダ、アルバータ州バンフ国立公園の湖。 セルゲイ・ペステレフ/ Unsplash, のCC BY-SA

湖と池は、地球の植物の多くにとって最後の休息場所です。 川は、地球の死んだ有機物の多くを集めて、より穏やかな海で休むように運んでいます。

しかし、顕微鏡スケールでは、湖は穏やかではありません。 目に見えない微生物の大都市がこれらの丸太や葉を食べ、副産物として温室効果ガスを生成します。

その結果、湖は大気中の炭素の4分の1を占め、上昇します。 新研究 ケンブリッジ、ドイツ、カナダの同僚と行った調査では、気候変動により淡水湖からの排出量が今後数十年で倍増する可能性があることが示唆されています。

地球上のすべての既知の生命は炭素でできています。 植物や動物が寿命を迎えると、バクテリアや真菌などの微生物がごちそうになります。 彼らは他の生物の炭素ベースの残骸とそれらの廃棄物を食べます-総称して有機物として知られています。

この終わりのないごちそうの副産物として、微生物は二酸化炭素やメタンなどのガスを環境に放出します。 個々の微生物はごく微量のガスを放出しますが、それらは地球上で最も豊富な生物であるため、合計されます。 太陽光からのエネルギーは、有機物の分子間の化学結合を破壊し、二酸化炭素などの小さな分子を環境に放出する可能性もあります。

淡水湖はすでに世界の炭素の4分の1を排出しています-そして気候変動はそれを倍増させる可能性があります 湖と土地は孤立したシステムではありません。 アーロン・バーデン/アンスプラッシュ, のCC BY-SA

この劣化の一部は、林床で発生します。 しかし、地面に落ちる有機物の多くは最終的に水になります。 風、雨、雪によって湖に運ばれ、もっと頻繁にそれらを養う川に運ばれます。

微生物や日光によって湖から放出される温室効果ガスの量は膨大です。 初期推定値は 約9% 地球の表面から大気に放出された正味の炭素の量-つまり、地球の炭素貯蔵プロセスの上および上に放出された量。

しかし、改善された測定のおかげで、最近の研究は図を修正した 25の%と高いです。 これらの数は、湖が約 世界の陸面の4%.

今後数年間で、湖は微生物が消化するためにますます多くの有機物を受け取ります。 温暖化する気候がもたらすもの より多くの森林被覆 湖と より大きな割合 松などの針葉樹と比較して、カエデやオークなどの広葉樹の。

千の形の炭素

森林の変化が湖の炭素循環における役割をどのように変えるかを理解するために、カナダの2つの湖で実験を行いました。

プラスチックの容器に、岩、砂、粘土、近くの森林からのさまざまな量と種類の有機物を入れました。 これは、気候変動から予想される森林被覆と組成の変化を模倣することを目的としていました。

次に、有機物が蓄積する可能性が最も高い浅い湖の水にコンテナを沈め、3年間監視しました。

新しい技術を使用して水の炭素化学を分析し、 私たちが見つかりました 今後数十年間に予想される森林成長のレベルをシミュレートするコンテナは、現在の森林条件をシミュレートする条件よりも、水中の1.5倍から2.7倍の温室効果ガスをもたらすことになりました。

水中の有機化合物の目に見えない多様性は、この上昇を引き起こす最も重要な要因でした–微生物の多様性や有機物の総量よりもさらに重要です。

この結果の可能性のある説明は、同じ微生物が多くの異なるタイプの分子を食べることができるということです。 そのため、水中の炭素ベースの化合物の数が増えると、微生物が温室効果ガスを供給および放出する方法が増えます。

淡水湖はすでに世界の炭素の4分の1を排出しています-そして気候変動はそれを倍増させる可能性があります 彼らは遅かれ早かれ湖への道を見つけるでしょう。 アーロン・バーデン/アンスプラッシュ, のCC BY-SA

有機物の多様性の増加だけで、温室効果ガスの濃度を約50%高めることができました。 しかし、この効果の大きさは、水がより濃いコンテナでほぼ2倍になりました– ほとんどの湖で予想されるシナリオ 気候変動により樹木被覆が増加するため。

気候変動のペースを予測し、その影響を緩和するには、炭素がどのように陸地から大気へと移動するかを正確に追跡することが不可欠です。 湖周辺の植生がどのように水中の温室効果ガス濃度を制御するかをよりよく理解することにより、私たちの研究は、湖の近くの土地を管理する方法を変えることで炭素排出量を削減できるかどうかを知ることができます。

たとえば、湖sideではガマなどの水生植物をより少なく植えたいと思うかもしれません。 はるかに高いです 森林からの有機物より温室効果ガスの濃度。

炭素循環における湖の役割を完全に理解するための作業も残っています。 湖に到達するすべての有機物が微生物によって消化されるわけではありません。 湖底に沈んで泥状の堆積物を形成し、炭素を閉じ込めます。 形成された堆積物の量も気候変動によって増加しますが、どれだけの量かはまだわかりません。したがって、この蓄積された炭素の増加が、湖からの温室効果ガスの排出をどの程度相殺するかはわかりません。

この質問に答えることは、炭素勘定の正確性を改善し、人類がそれらのバランスを取るのにどれだけの時間を必要とするかを評価する上で重要です。

著者について

Andrew J Tanentzap、地球変動生態学のリーダー、 ケンブリッジ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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