Motivaatio: mihin CO2-päästöt päätyvät?
olet varmaan kuullut, että yksi tapa auttaa ilmastonmuutoksen torjunnassa on puun istuttaminen. Tämä toimii, koska puut suorittavat yhteyttämistä, sitovat hiilidioksidia (CO2) ilmakehästä ja varastoivat sitä puuonsa ja lehtiinsä. Kun puut menettävät lehtensä, osa CO2: sta palautuu ilmakehään niiden hajotessa, mutta osa jää yli ja varastoituu maaperään. Se ei ehkä tunnu paljolta, mutta se täsmää.: maailmanlaajuisesti metsät sitovat noin 1/3 ihmisen hiilidioksidipäästöistä fossiilisten polttoaineiden poltosta, mikä auttaa hidastamaan ilmaston lämpenemistä.
koralli riuttoja kutsutaan usein” sademetsät meren”, koska niiden hämmästyttävä biologinen monimuotoisuus (Kuva 1 ). 25% kaikista meressä elävistä eläinlajeista kutsuu riuttoja kodikseen. Mutta jäljittelevätkö riutat myös metsien kykyä imeä hiilidioksidia? Tähän kysymykseen on osoittautunut vaikeaksi vastata ekosysteemin monimutkaisuuden vuoksi. Zooxanthellae-koralli luurankojen sisällä elävät pienet levät – ovat riuttojen puiden roolissa yhteyttävinä ja riutan muiden asukkaiden lopullisena energianlähteenä. Kuten metsässä, suuri osa fotosynteesissä imeytyneestä hiilidioksidista hajoaa ja palaa ilmakehään. Riutoilla on kuitenkin toinenkin ainutlaatuinen prosessi: kun koralli rakentaa kalsiumkarbonaattirunkonsa kalkkiutumisprosessissa, siitä vapautuu hiilidioksidia. Jotta riuttojen kokonaisvaikutus ilmastonmuutokseen saataisiin selville, tutkijoiden on siis selvitettävä, onko yhteyttämisen absorboima CO2 enemmän vai vähemmän kuin kalkkeutumisen vapauttama CO2.
menetelmät: virtojen mittaaminen
useimmat aiemmat tutkimukset valtameren CO2-päästöistä ovat perustuneet vesinäytteiden ottamiseen meren pinnalta ja liuenneen hiilidioksidin mittaamiseen vesi. Veden pitoisuudesta ja tuulen nopeuden arvioinnista voidaan laskea, kuinka nopeasti CO2 leviää ilmakehään. Ongelmana tässä lähestymistavassa on se, että se nojaa yksittäisiin mittauksiin. Tämän vuoksi on hyvin vaikea nähdä, miten CO2-virtaus muuttuu ajan kuluessa tai riutan eri osissa.
australialaisen Queenslandin yliopiston tutkimusryhmän uusi tutkimus esittelee innovatiivisen uuden tavan vastata tähän kysymykseen. Yksittäisten näytteiden keräämisen sijaan tekijät mittasivat CO2-vaihtuvuutta suoraan kelluttamalla instrumenttia riutan päällä (kuva 2). Pyörremäisen kovarianssitorniksi kutsuttu laite tarkkailee jatkuvasti ilmassa olevan hiilidioksidin pitoisuutta. Sitten se käyttää useita monimutkaisia laskelmia, jotka perustuvat Tuulen nopeus ja suunta määrittää, jos CO2 virtaa vedestä ilmakehään tai päinvastoin. Nämä tornit ovat olleet erittäin hyödyllisiä CO2: n vaihdon mittaamiseen maalla, jossa ne voidaan kiinnittää kovalle pinnalle, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on kokeillut ponttonien kiinnittämistä ja niiden kelluttamista riutan yli!
tulokset: ovatko riutat hiilidioksidin lähde vai vajoama?
kyky mitata jatkuvasti CO2: ta osoittautui kriittiseksi, sillä CO2-virtaus syklisoitui dramaattisesti päivän mittaan ja vaihteli riutan osien välillä. Riutan tasaisella alueella (hiekkapohjaisella vyöhykkeellä pääriutan ja laguunin välissä) päästettiin kokonaisuudessaan hiilidioksidia merestä ilmakehään (kuva 3). Tilanne kuitenkin muuttui vuorokauden aikana ja oli suurimmillaan iltapäivällä, jolloin hiilidioksidin vapautuminen kalkkeutumisesta oli todennäköisesti voimakkainta. Yhdessä yössä meri imi hieman hiilidioksidia, mutta ei niin paljon, että se korvaisi päivän aikana aiheutuneet menetykset. Tämä viittaa siihen, että toisin kuin maalla olevat metsät, koralli saattaa kalkkiutumisen vuoksi vapauttaa hiilidioksidia sen sijaan, että se varastoisi sitä.
riutan laguunit näyttivät kuitenkin sitovan hiilidioksidia (Kuva 4). Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että laguunin mudeissa eläneiden levien yhteyttämistä oli enemmän ja koralli-rakennuksesta vapautunutta CO2: ta vähemmän kuin riutan tasanteella. Riutan kokonaisvaikutus ilmastonmuutokseen riippuu siis näiden kahden ympäristötyypin välisestä tasapainosta. CO2 imeytyi laguunit nopeammin kuin se vapautui riutta asuntoja, mutta asunnot ovat kaksi kertaa niin suuria kuin laguunit tällä riutalla. Lopulta ne tasapainottavat toisiaan: riutta näyttää vapauttavan yhtä paljon hiilidioksidia kuin se imee. ”Merten sademetsät” ovat häikäisevän kauniita ja tarjoavat valtavan määrän etuja kalastukselle ja valtamerten ekosysteemeille, mutta hiilidioksidin sitominen ei välttämättä ole yksi niistä.
olen äskettäin suorittanut Meritieteen tohtorin tutkinnon Etelä-Carolinan yliopistossa ja olen nyt postdoc Memorial University of Newfoundlandissa. Tutkin ilmastonmuutoksen vaikutuksia boreaalisten metsien ja soiden maaperän orgaaniseen ainekseen. Vietän vapaa-aikani poimimalla marjoja ja tutkimalla ”The Rockia” (Newfoundland).