motiváció: hol végződik a CO2-kibocsátás?
valószínűleg hallottad már, hogy az éghajlatváltozás elleni küzdelem egyik módja egy fa ültetése. Ez azért működik, mert a fák fotoszintézist végeznek, elnyelik a szén-dioxidot (CO2) a légkörből, és tárolják a fában és a levelekben. Ahogy a fák elveszítik leveleiket, a CO2 egy része a bomlásból visszakerül a légkörbe, de néhány marad és a talajban tárolódik. Lehet, hogy nem tűnik soknak, de összeadódik: globálisan az erdők a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó emberi CO2-kibocsátás körülbelül 1/3-át elnyelik, ami hozzájárul a globális felmelegedés lassításához.
a korallzátonyokat gyakran “tengeri esőerdőknek” nevezik csodálatos biológiai sokféleségük miatt (1.ábra). Az óceánban élő összes állatfaj 25% – a zátonyokat hív haza. De vajon a zátonyok utánozzák-e az erdőket abban is, hogy képesek felszívni a CO2-t? Erre a kérdésre az ökoszisztéma összetettsége miatt nehéz válaszolni. A Zooxanthellae-a korallvázak belsejében élő apró algák – a zátonyok fáinak szerepét töltik be, mint fotoszintetizátorok és a zátony többi lakójának végső energiaforrása. Az erdőkhöz hasonlóan a fotoszintézis során felszívódó CO2 nagy része lebomlik és visszakerül a légkörbe. De van egy további folyamat, amely egyedülálló a zátonyok számára: ahogy a korallok kalcium-karbonát csontvázukat a meszesedésnek nevezett folyamatban építik fel, felszabadítják a CO-T2. A zátonyok éghajlatváltozásra gyakorolt általános hatásának meghatározásához a tudósoknak ezért meg kell határozniuk, hogy a fotoszintézis által elnyelt CO2 több vagy kevesebb, mint a meszesedés során felszabaduló CO2.
módszerek: a fluxusok mérése
az óceán CO2-kibocsátásának legtöbb korábbi tanulmánya az óceán felszínén vett vízmintákra támaszkodott, és az óceán felszínén oldott CO2 mérésére a víz. A víz koncentrációjából és a szélsebesség becsléséből ki lehet számítani, hogy a CO2 milyen gyorsan diffundál a légkörbe. Ezzel a megközelítéssel az a probléma, hogy egyedi mérésekre támaszkodik. Ez nagyon megnehezíti annak megfigyelését, hogy a CO2 fluxus hogyan változik az idő múlásával vagy a zátony különböző részein.
az ausztráliai Queenslandi Egyetem Kutatócsoportjának új tanulmánya innovatív új módszert mutat be e kérdés kezelésére. Az egyes minták összegyűjtése helyett a szerzők a CO2-cserét közvetlenül a zátony tetején lévő műszer lebegtetésével mérték (2.ábra). Az eddy kovariancia toronynak nevezett műszer folyamatosan figyeli a CO2 koncentrációját a levegőben. Ezután egy sor összetett számítást használ a szélsebesség és az irány alapján annak meghatározására, hogy a CO2 a vízből a légkörbe áramlik-e, vagy fordítva. Ezek a tornyok nagyon hasznosak voltak a CO2-csere mérésére a szárazföldön, ahol kemény felületre rögzíthetők, de ez az első alkalom, hogy valaki megpróbálta pántolni a pontonokat és lebegni őket egy zátonyon!
eredmények:a zátonyok CO2 forrás vagy mosogató?
a CO2 folyamatos mérésének képessége kritikusnak bizonyult, mivel a CO2 fluxus drámai módon ciklikus volt a nap folyamán, és különbözött a zátony szakaszai között. A zátonylakásban (egy homokos fenekű zóna a fő zátony és egy lagúna között) összességében CO2-kibocsátás történt az óceánból a légkörbe (3.ábra). Ez azonban egy napi ciklus alatt megváltozott, délután tetőzött, amikor a meszesedésből származó CO2-kibocsátás valószínűleg a legerősebb volt. Egyik napról a másikra az óceán felszívott egy kis CO2-t, de nem elég ahhoz, hogy pótolja a veszteségeket a nap folyamán. Ez arra utal, hogy a szárazföldi erdőkkel ellentétben a korallzátonyok a meszesedési folyamat miatt inkább felszabadítják a CO2-t, mint tárolják.
a zátony lagúnái azonban úgy tűnt, hogy elnyelik a CO2-t (4.ábra). Ez valószínűleg azért van, mert a lagúna iszapjaiban élő algák több fotoszintézist végeztek, és kevesebb CO2 szabadul fel a korallépítésből, mint a zátonylakásban. A zátony éghajlatváltozásra gyakorolt teljes hatása tehát a kétféle környezet közötti egyensúlytól függ. A CO2-t a lagúnák gyorsabban szívták fel, mint a zátonylakásokat, de a lakások kétszer akkorák, mint a lagúnák ebben a zátonyban. Végül kiegyensúlyozzák egymást: úgy tűnik, hogy a zátony ugyanolyan CO2-t bocsát ki, mint amennyit elnyel. A” tengeri esőerdők ” elképesztően gyönyörűek, és hatalmas előnyökkel járnak a halászat és az óceáni ökoszisztémák számára, de a CO2 elnyelése nem feltétlenül tartozik ezek közé.
nemrég doktoráltam a Dél-Karolinai Egyetemen a Tengerészeti tudományból, és most posztdoktori vagyok a Newfoundlandi Memorial Egyetemen. Kutatom a klímaváltozás hatásait a talaj szerves anyagaira a boreális erdőkben és tőzeglápokban. Szabadidőmet bogyók szedésével és a “The Rock” (Newfoundland) felfedezésével töltöm.