motivație: unde se termină emisiile de CO2?
probabil ați auzit că o modalitate prin care puteți ajuta la combaterea schimbărilor climatice este plantarea unui copac. Acest lucru funcționează deoarece copacii efectuează fotosinteza, absorbind dioxidul de carbon (CO2) din atmosferă și stocându-l în lemnul și frunzele lor. Pe măsură ce copacii își pierd frunzele, o parte din CO2 este returnată în atmosferă din descompunerea lor, dar o parte este rămasă și depozitată în sol. S-ar putea să nu pară mult, dar se adaugă: la nivel global, pădurile absorb aproximativ 1/3 din emisiile de CO2 umane din arderea combustibililor fosili, contribuind la încetinirea încălzirii globale.
recifele de corali sunt adesea numite „pădurile tropicale ale mării” datorită biodiversității lor uimitoare (Figura 1 ). 25% din toate speciile de animale care trăiesc în ocean numesc Recife acasă. Dar recifele imită și pădurile în capacitatea lor de a absorbi CO2? Această întrebare s-a dovedit dificil de răspuns din cauza complexității ecosistemului. Zooxanthellae-alge mici care trăiesc în interiorul scheletelor de corali-joacă rolul copacilor din Recife ca fotosintetizatori și sursa finală de energie pentru restul locuitorilor recifului. Ca într-o pădure, o mare parte din CO2 absorbit în fotosinteză este descompus și returnat în atmosferă. Dar există un proces suplimentar unic pentru Recife: pe măsură ce coralii își construiesc scheletele de carbonat de calciu într-un proces cunoscut sub numele de calcificare, eliberează CO2. Pentru a determina impactul global al recifelor asupra schimbărilor climatice, oamenii de știință trebuie, prin urmare, să determine dacă CO2 absorbit de fotosinteză este mai mult sau mai puțin decât CO2 eliberat prin calcificare.
metode: măsurarea fluxurilor
majoritatea studiilor anterioare privind emisiile de CO2 ale oceanului s-au bazat pe prelevarea de probe de apă la suprafața oceanului și măsurarea CO2 apa. Din concentrația în apă și o estimare a vitezei vântului, este posibil să se calculeze cât de repede CO2 va difuza în atmosferă. Problema cu această abordare este că se bazează pe măsurători individuale. Acest lucru face foarte dificil să vedem cum se schimbă fluxul de CO2 în timp sau peste diferite părți ale recifului.
un nou studiu realizat de un grup de cercetare de la Universitatea din Queensland, Australia, prezintă o nouă modalitate inovatoare de a aborda această întrebare. În loc să colecteze probe individuale, autorii au măsurat schimbul de CO2 direct prin plutirea unui instrument deasupra recifului (Figura 2). Instrumentul, numit turn de covarianță eddy, monitorizează continuu concentrația de CO2 în aer. Apoi, folosește o serie de calcule complexe bazate pe viteza și direcția vântului pentru a determina dacă CO2 curge din apă în atmosferă sau invers. Aceste turnuri au fost foarte utile pentru măsurarea schimbului de CO2 pe uscat, unde pot fi fixate pe o suprafață dură, dar aceasta este prima dată când cineva a încercat să lege pontoane și să le plutească peste un recif!
rezultate: recifele sunt o sursă sau o chiuvetă de CO2?
capacitatea de a măsura continuu CO2 s-a dovedit a fi critică, deoarece fluxul de CO2 a ciclat dramatic pe parcursul zilei și a diferit între secțiunile recifului. În recif plat (o zonă cu fund nisipos între reciful principal și o lagună), a existat o eliberare generală de CO2 din ocean în atmosferă (Figura 3). Cu toate acestea, acest lucru s-a schimbat pe parcursul unui ciclu zilnic, atingând vârful după-amiaza, când eliberarea de CO2 din calcificare a fost probabil cea mai puternică. Peste noapte, Oceanul a absorbit puțin CO2, dar nu suficient pentru a compensa pierderile din timpul zilei. Acest lucru sugerează că, spre deosebire de pădurile de pe uscat, recifele de corali ar putea elibera mai degrabă decât să stocheze CO2 din cauza procesului de calcificare.
lagunele din recif, totuși, păreau să absoarbă CO2 (Figura 4). Acest lucru se datorează probabil faptului că a existat mai multă fotosinteză de către algele care trăiesc în nămolurile lagunei și mai puțin CO2 eliberat din clădirea coralilor decât în apartamentul recifului. Prin urmare, impactul total al recifului asupra schimbărilor climatice depinde de echilibrul dintre cele două tipuri de mediu. CO2 a fost absorbit de lagune mai repede decât a fost eliberat de apartamentele recifului, dar apartamentele sunt de două ori mai mari decât lagunele din acest recif. În cele din urmă, se echilibrează reciproc: reciful pare să elibereze la fel de mult CO2 pe cât absoarbe. „Pădurile tropicale ale mării” sunt uimitor de frumoase și oferă o gamă largă de beneficii pentru pescuit și ecosistemele oceanice, dar absorbția CO2 ar putea să nu fie una dintre ele.
am absolvit recent un doctorat în științe Marine la Universitatea din Carolina de Sud și sunt acum postdoc la Memorial University of Newfoundland. Cercetez efectele schimbărilor climatice asupra materiei organice din sol în pădurile boreale și turbării. Îmi petrec timpul liber culegând fructe de pădure și explorând „The Rock” (Newfoundland).