Een nieuwe studie van de Universiteit van Oost-Finland presenteert, Voor de eerste keer, de isotopische vingerafdruk van lachgas geproduceerd door Arctische bodems. De bevinding opent nieuwe wegen voor het voorspellen van toekomstige trends in atmosferisch lachgas en voor het identificeren van maatregelen om de klimaatverandering in het noordpoolgebied te verminderen, een regio die bijzonder gevoelig is voor klimaatverandering.

Lachgas (N2O) is een krachtig broeikasgas en ook de op één na grootste veroorzaker van de aantasting van de ozonlaag in de stratosfeer. Het wordt van nature geproduceerd door de bodem, met agrarische en tropische regenwouden als de belangrijkste bronnen van N2O in de atmosfeer. Tot voor kort, wetenschappers gingen ervan uit dat de uitstoot van lachgas verwaarloosbaar was in koudere klimaatregio's zoals het noordpoolgebied en subarctisch gebied.

deze veronderstelling, echter, werd tien jaar geleden tegengesproken door wetenschappers van de Universiteit van Oost-Finland, toen ze ontdekten dat kale veenoppervlakken in permafrost-veengebieden grote hoeveelheden N2O afgeven, ondanks de algemene stikstofbeperking van toendra-ecosystemen. Vanaf dat moment, N2O-emissies en hun onderliggende processen zijn het onderwerp geweest van veel onderzoek en, ook, debat.

In een nieuwe studie, onderzoekers van de Universiteit van Oost-Finland, samen met collega's van het Venezolaanse Instituut voor Wetenschappelijk Onderzoek (IVIC) en de Universiteit van Californië, Berkeley, onderzoek naar de isotopensamenstelling en potentiële bronnen van lachgas uitgestoten door bodems in de subarctische toendra. De studie verkent nieuwe grenzen in de poolwetenschap, en de gebruikte aanpak zorgt voor een erfenis van gegevens en methodologieën die het potentieel hebben om het Arctische ecosysteem te koppelen aan de wereldwijde N2O-cyclus.

In de studie, de onderzoekers onderzochten stikstof- en zuurstofisotopen in N2O-monsters die waren verzameld op permafrost-veengebieden in het noordwesten van Rusland. Met behulp van "sitevoorkeur"-analyse, de wetenschappers identificeerden ook de specifieke isotopen die de twee verschillende stikstofplaatsen in het lachgasmolecuul bezetten. De studie presenteert voor het eerst de isotopische vingerafdruk van N2O geproduceerd door bodems van Arctische toendra, en draagt ​​daarmee bij aan een beter begrip van N2O-productiemechanismen in deze weinig bestudeerde omgeving.

Omdat verschillende microbiële processen verschillende isotopische vingerafdrukken achterlaten op lachgas, de onderzoekers hoopten ook de relatieve hoeveelheden lachgas te achterhalen die worden uitgestoten door verschillende stikstofverwerkende microben in de toendrabodems. De resultaten suggereren dat de N2O-emissies van kale toendraveengronden mogelijk te wijten zijn aan nitrificerende denitrificatie, een microbieel proces dat ammoniak (NH4) in een reeks stappen omzet in N2, waarvan er één lachgas produceert. Echter, in het studiejaar was de N2O-emissie laag in vergelijking met voorgaande jaren, en de redenen voor de hoge emissies zijn nog onduidelijk. De isotopengegevens waren niet overtuigend genoeg, en zelfs de geavanceerde techniek voor plaatsvoorkeur leverde niet genoeg informatie op om de relatieve rollen van verschillende microben te ontrafelen.

Niettemin, de bevindingen zijn waardevol omdat isotopische lachgasgegevens uit het noordpoolgebied en subarctisch gebied uiterst zeldzaam zijn. De bevindingen kunnen helpen bij het voorspellen van toekomstige trends in atmosferisch lachgas en helpen bij het identificeren van mitigatiemaatregelen in het noordpoolgebied, een regio die bijzonder gevoelig is voor klimaatverandering. In de toekomst, verhoogde N2O-emissies van natuurlijke bodems, zoals de subarctische toendra, zouden het isotoopeffect kunnen maskeren dat wordt veroorzaakt door mitigerende maatregelen afkomstig van de landbouw.