Rose Cory ตั้งอยู่ในกระแสน้ำที่ละลายในอาร์กติกเพื่อเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์ทางเคมีของน้ำในลำธาร อินทรียวัตถุในดินให้ลำธารเป็นสีน้ำตาลทอง ในน้ำดวงอาทิตย์สามารถเข้าถึงคาร์บอนจากดินทำให้มันอ่อนตัวลงและปล่อยให้จุลินทรีย์สลายมันและปล่อยสู่บรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ (เครดิต: Rose Cory / U. Michigan)

งานวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าจุลินทรีย์ใน permafrost ที่กินคาร์บอนที่ถูกแสงแดดอ่อน ๆ และเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์อาจเป็นเส้นทางที่สำคัญสำหรับก๊าซเรือนกระจกในการเข้าสู่บรรยากาศ

นักวิจัยรู้ว่าแสงอาทิตย์ส่องแสงลงบนพื้นดินที่ถูกแช่แข็งอย่างถาวรหรือ permafrost ในอาร์กติกจะแยกคาร์บอนออกมาใน permafrost นั้นและปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศ แต่พวกเขาไม่รู้ว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ก่อนหน้านี้ Collin Ward นักศึกษาปริญญาเอกจาก University of Michigan และผู้เขียนคนแรกของการศึกษาแสดงให้เห็นว่าชุมชนของจุลินทรีย์ใน permafrost ลึกสามารถปรับตัวให้เข้ากับการบริโภคคาร์บอนที่อ่อนลงจากดวงอาทิตย์ได้อย่างรวดเร็ว ดิน Permafrost ซึ่งฝังอยู่ใต้ดินสามารถสัมผัสกับแสงแดดได้เมื่อถูกละลายและถูกล้างออกไปยังลำธารที่แสงแดดถูกทำให้คาร์บอนอ่อนลงภายใน permafrost ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนที่ชุมชนจุลินทรีย์เหล่านั้นต้องการบริโภค

การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าแสงแดดทำให้ดิน permafrost เป็นอาหารสำหรับจุลินทรีย์เพราะให้คาร์บอนชนิดเดียวกันกับที่พวกเขาชอบกินอยู่แล้ว - คาร์บอนที่พวกมันถูกดัดแปลงเพื่อเผาผลาญ

ในขณะที่พายุทอร์นาโดละลายมากขึ้นอาร์กติกก็ร้อนขึ้นเร็วกว่าส่วนอื่น ๆ ของโลกถึงสองเท่ามีความสามารถในการปลดปล่อยคาร์บอนจำนวนมหาศาลอย่างคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศ หากคาร์บอนทั้งหมดที่อยู่ใน permafrost ถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะเพิ่มปริมาณคาร์บอนในชั้นบรรยากาศมากกว่าสองเท่า รุ่นน้อยมากที่ทำนายสถานการณ์สภาพภูมิอากาศในอนาคตรวมถึงการปล่อยคาร์บอนเหล่านี้จาก permafrost โรสคอรีรองศาสตราจารย์ของโลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมพูดว่า

“ มันเป็นความแตกต่างระหว่างการกินบุฟเฟ่ต์ที่มีตัวเลือกมากมายและบางตัวเลือกที่ไม่ค่อยดีนักเมื่อเทียบกับบุฟเฟ่ต์ที่ทุกจานเป็นอาหารจานโปรดของคุณ” เธอกล่าว “ แสงแดดเปลี่ยนคาร์บอนดิน permafrost บางส่วนเป็น 'รายการโปรด' ของจุลินทรีย์ซึ่งช่วยให้พวกเขาเปลี่ยนคาร์บอนนี้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น”

ธารน้ำแข็งที่ไหลผ่านหิมะในแถบอาร์กติก อินทรียวัตถุในดินให้ลำธารเป็นสีน้ำตาลทอง (เครดิต: Jason Dobkowski / U. Michigan)

Permafrost ในอาร์กติกไม่สามารถย่อยสลายโดยจุลินทรีย์จนกว่ามันจะอุ่นและละลาย เมื่อเป็นเช่นนั้นชุมชนจุลินทรีย์ท้องถิ่นจะเริ่มสลายคาร์บอนในดินนี้ค่อยๆกินมันและค่อยๆเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์

ไม่ใช่การสลายตัวของคาร์บอนในดินทั้งหมดที่เกิดขึ้นในดินแม้ว่า หิมะและฝนตกในช่วงฤดูร้อนจะทำการชะล้างดินคาร์บอนให้เป็นลำธารและทะเลสาบที่มีแสงแดดส่องถึงซึ่งดวงอาทิตย์จะทำให้คาร์บอนในดินอ่อนลง การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าเชื้อจุลินทรีย์สามารถแปลงคาร์บอนที่ถูกแดดอ่อน ๆ ให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีขึ้น แต่พวกเขาไม่รู้ว่าทำไม

เพื่อตรวจสอบว่าแสงแดดช่วยงานผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างไรคอรีและทีมงานของเธอต้องทำการเก็บตัวอย่างดินในสเปคตรัมมวลสารที่มีความละเอียดสูงทั้งก่อนและหลังการสัมผัสกับแสงแดดและก่อนและหลังให้อาหารอินทรีย์นั้นแก่ชุมชนแบคทีเรียพื้นเมือง พวกเขาเห็นว่าชุมชนแบคทีเรียก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นที่จะปล่อยในตัวอย่างดิน permafrost ที่ได้รับแสงแดด

พวกเขาตรวจสอบผลลัพธ์ของพวกเขาเทียบกับวิธีอื่น: ตรวจสอบองค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์และการแสดงออกของยีนโดยจุลินทรีย์ นักวิจัยเห็นว่าหลังจากได้รับแสงแดดแล้วจุลินทรีย์ก็ทำการดัดแปลงเครื่องจักรเมตาบอลิซึมเพื่อบริโภคคาร์บอนที่ถูกแดดอ่อน

การหาว่าดวงอาทิตย์มีส่วนช่วยอย่างไรในการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากโลกสู่ชั้นบรรยากาศให้ข้อมูลเพิ่มเติมอีกหนึ่งชิ้นเกี่ยวกับวิธีการกำหนดอัตราและปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจาก permafrost

“ มันเป็นวิธีการป้อนกลับที่ใหญ่ที่สุดในการทำให้โลกร้อนขึ้น” คอรี่กล่าว “ เรากำลังอยู่ในการแข่งขันเพื่อค้นหาว่าเพอร์มาฟรอสต์ตัวนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์มากแค่ไหน”

{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}

นักวิจัยรายงานการทำงานของพวกเขาในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ.

ที่มา: มหาวิทยาลัยมิชิแกน

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at ตลาดภายในและอเมซอน