افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن خاک بر اثر گرمایش جهانی

خاک‌ها می‌توانند دی‌اکسیدکربن بیشتری از آنچه تاکنون انتظار می‌رفت را در نتیجه گرم شدن آب و هوا در اتمسفر آزاد کند.

به گزارش ایانا از ساینس دیلی ، تحقیقات جدید انجام شده توسط دانشمندان آزمایشگاه بین‌المللی برکلی در خصوص آزاد سازی دی‌اکسیدکربن از لایه‌های خاک در مجله علوم در 9 مارس سال‌جاری منتشر شده است. دانشمندان در این مطالعه در تحقیقات میدانی به جستجوی کربن آلی به دام افتاده در خاک در زمان گرم شدن لایه‌های خاک تا عمق 100 سانتیمتری پرداختند.

دانشمندان دریافتند که گرم شدن در هر دو بخش لایه سطحی و لایه‌های عمیق‌تر خاک در 3 منطقه نمونه‌برداری شده، 34 تا 37 درصد آزاد سازی سالانه دی‌اکسیدکربن را به نسبت مناطق گرم نشده، افزایش می‌دهد. بیشتر دی‌اکسیدکربن از لایه‌های عمیق‌تر خاک، منشا می‌گیرند و این نشان می‌دهد که ذخیره کربن در لایه‌های عمیق‌تر بیشتر از آنچه تا کنون تصور می‌شد به گرم شدن حساس است.

اما تاکنون، بسیاری از آزمایش‌های انجام شده بر گرم شدن خاک تنها در پنج تا 20 سانتیمتر سطحی خاک متمرکز شده بود. کارشناسان تخمین می‌زنند در لایه‌های خاک با بیش از 20 سانتیمتر عمق، بیش از 50 درصد از ذخیره کربن آلی خاک وجود داشته باشد.

سوال بزرگ این است: تا چه حد لایه‌های عمیق‌تر خاک به گرم شدن پاسخ می‌دهند؟ و این به معنی چی مقدار آزاد شدن دی‌اکسیدکربن در اتمسفر است؟

محقق فوق دکترا در آزمایشگاه برکلی در زمینه آب و هوا و اکوسیستم، کاتلین هیکس پرز، در این باره می‌گوید: "ما دریافتیم که پاسخ کاملا قابل توجه است. اگر یافته‌های به‌دست آمده را با خاک جهان شبیه‌سازی کنیم، بدین معنی است که خاک یخ زده و یا اشباع نیست. محاسبات ما نشان می‌دهد که تا سال 2100، گرم شدن لایه‌های عمیق‌تر خاک می‌تواند دلیل آزاد شدن کربن در اتمسفر باشد، با نرخی که به‌طور قابل توجهی از نرخ انتشار فعلی بالاتر است. شاید حتی بیش از 30 درصد از انتشار سالانه تولید کربن توسط فعالیت‌های انسانی براساس فرضیات فعلی باشد.

در پیش‌بینی‌ها به نیاز به درک بهتر پاسخ عمق خاک به پدیده گرم شدن کره زمین، تاکید شده است. در طول قرن بعدی، خاک‌های عمیق تقریبا به همان نرخ خاک‌های سطحی و هوا، گرم خواهند شد. پیش از این، کنوانسبون جهانی تغییرات اقلیم، درجه حرارت جهانی خاک را شبیه‌سازی کرده و با استفاده از سناریوی تجارت معمول افزایش انتشار کربن در دهه‌های آینده، پیش‌بینی کرده است که خاک تا سال 2100، چهار درجه سلسیوس گرمتر خواهد شد.

در مطالعه اثرات بالقوه این سناریو، دانشمندان آزمایشگاه برکلی با استقرار در ایستگاه آزمایشگاهی دانشگاه کالیفرنیا در جنگل Blodgett در منطقه جنگل‌های معتدل که به نوبه خود بیش از 13 درصد از مساحت خشکی‌های زمین را تشکیل می‌دهد، به نمونه‌برداری و سنجش خاک پرداختند.

دانشمندان نمونه برداری‌های خود را در شش قطعه 3متری زمین انجام دادند. فضای هر قطعه با 22 کابل حرارتی با بیش از دو متر در عمق زمین احاطه شده و به مدت بیش از دو سال، عمق خاک در سه قطعه تا 4 درجه سلسیوس بیشتر گرم شد. سه قطعه دیگر به‌عنوان نمونه شاهد گرم نشد.

در این مطالعه با سه روش مختلف تنفس خاک اندازه‌گیری شد. هر قطعه یک محفظه خودکار داشت که میزان کربن جریانی از سطح خاک را از در هر نیم ساعت اندازه‌گیری می‌کرد. در واقع، یک روز هر ماه، تیم مطالعاتی کربن تراوش شده از سطح خاک را در هفت نقطه مختلف در هر قطعه اندازه‌گیری کردند.

نتیجه آزمایش‌های انجام شده نشان داد که 34 تا 37 درصد افزایش دی‌اکسیدکربن در سه منطقه گرم شده مشاهده شد، 40 درصد از افزایش دی‌اکسیدکربن از لایه‌های خاک عمق 15 ساتیمتر به پایین خاک بود. این مطالعه همچنین نشان داد که حساسیت خاک به گرم شدن کره زمین در همه پنج عمق مورد نظر خاک مشابه بود.

دانشمندان در این باره می‌گویند این یافته ها نشان می‌دهد: درجه‌ای که مواد آلی و کربن خاک تحت تاثیر تغییرات اقلیم قرار می‌گیرند ممکن است در حال حاضر دست کم گرفته شده باشد./

ترجمه: شهره صدری‌خانلو

L-951222-01