Een nieuwe studie van chemische reacties die optreden wanneer organisch materiaal in zoetwatermeren uiteenvalt, heeft aangetoond dat het afval van bomen de productie van methaan onderdrukt, terwijl afval van planten in rietvelden dit schadelijke broeikasgas juist bevordert.

Naarmate de vegetatie in en rond wateren blijft veranderen, waarbij bosbedekking verloren gaat terwijl de opwarming van de aarde ervoor zorgt dat wetlandplanten gedijen, de vele meren van het noordelijk halfrond - al een belangrijke bron van methaan - zouden hun uitstoot in de komende vijftig jaar bijna kunnen verdubbelen.

De onderzoekers zeggen dat de bevindingen wijzen op de ontdekking van nog een andere "feedback-lus" waarin milieuverstoring en klimaatverandering de uitstoot van steeds meer broeikasgassen veroorzaken die de planeet verder opwarmen, vergelijkbaar met de zorgen over het methaan dat vrijkomt door snel smeltende arctische permafrost.

"Methaan is een broeikasgas dat minstens vijfentwintig keer krachtiger is dan koolstofdioxide. Zoetwaterecosystemen dragen al bij tot 16% van de natuurlijke methaanemissies van de aarde, vergeleken met slechts 1% van alle oceanen van de wereld, "zei senior auteur Dr. Andrew Tanentzap van het Department of Plant Sciences van de Universiteit van Cambridge.

"We denken dat we een nieuw mechanisme hebben ontdekt dat ervoor kan zorgen dat er steeds meer broeikasgassen worden geproduceerd door zoetwatermeren. De opwarmende klimaten die de groei van waterplanten bevorderen, kunnen een schadelijke terugkoppeling in natuurlijke ecosystemen veroorzaken."

De onderzoekers wijzen erop dat de huidige methaanemissies van zoetwaterecosystemen alleen al ongeveer een kwart compenseren van alle koolstof die wordt opgenomen door landplanten en bodem:de natuurlijke 'koolstofput' die CO2 uit de atmosfeer afvoert en opslaat.

Tot 77% van de methaanemissies van een individueel meer zijn het resultaat van de organische stof die voornamelijk wordt afgevoerd door planten die in of nabij het water groeien. Deze materie wordt begraven in het sediment dat aan de rand van meren wordt gevonden, waar het wordt geconsumeerd door gemeenschappen van microben. Methaan wordt gegenereerd als bijproduct, die vervolgens naar de oppervlakte borrelt.

Samenwerken met collega's uit Canada en Duitsland, De groep van Tanentzap ontdekte dat de hoeveelheid methaan die in meren wordt geproduceerd enorm varieert, afhankelijk van het type planten dat hun organische stof bijdraagt ​​aan het sediment van het meer. De studie, gefinancierd door de Britse Natural Environment Research Council, wordt vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Om te testen hoe organische stof de methaanemissies beïnvloedt, de wetenschappers namen meersediment en voegden drie veelvoorkomende soorten plantenresten toe:loofbomen die jaarlijks bladeren afwerpen, groenblijvende naaldbomen die dennen afstoten, en lisdodde (in het Verenigd Koninkrijk vaak bekend als 'bulrushes') - een veel voorkomende waterplant die groeit in de ondiepe wateren van zoetwatermeren.

Deze sedimenten werden 150 dagen in het laboratorium geïncubeerd, gedurende die tijd hebben de wetenschappers het geproduceerde methaan overgeheveld en gemeten. Ze ontdekten dat het biesediment meer dan 400 keer zoveel methaan produceerde als het naaldsediment, en bijna 2, 800 keer het methaan dan dat van de bladverliezende.

In tegenstelling tot het puin van de lisdodde, de chemische samenstelling van de organische stof van bomen lijkt grote hoeveelheden koolstof vast te houden in het sediment van het meer - koolstof die anders zou worden gecombineerd met waterstof en als methaan in de atmosfeer zou vrijkomen.

Om hun bevindingen te bevestigen, de onderzoekers "spikten" de drie monsters ook met de microben die methaan produceren om de chemische reactie te meten. Terwijl het van bos afgeleide sediment onveranderd bleef, het monster met de organische stof van de lisdodde verdubbelde de methaanproductie.

"De organische stof die vanuit de bosbomen in de meren stroomt, fungeert als een grendel die de productie van methaan in het sediment van meren onderdrukt. Deze bossen hebben lange tijd de miljoenen meren op het noordelijk halfrond omringd, maar worden nu bedreigd, " zei dr. Erik Emilson, eerste auteur van de studie, die sindsdien Cambridge heeft verlaten om bij Natural Resources Canada te werken.

"Tegelijkertijd, veranderende klimaten zorgen voor gunstige omstandigheden voor de groei en verspreiding van waterplanten zoals lisdodde, en de organische stof van deze planten bevordert het vrijkomen van nog meer methaan uit de zoetwaterecosystemen van het mondiale noorden."

Met behulp van soortendistributiemodellen voor het boreale schild, een gebied dat Midden- en Oost-Canada beslaat en "meer bossen en meren herbergt dan zowat overal op aarde", berekenden de onderzoekers dat het aantal meren dat alleen door de gewone lisdodde werd gekoloniseerd ( Typha latifolia ) in de komende vijftig jaar zou kunnen verdubbelen, waardoor de huidige niveaus van door meren geproduceerd methaan alleen al in dit deel van de wereld met minstens 73% zullen stijgen.

Tanentzap toegevoegd:"Het nauwkeurig voorspellen van methaanemissies is van vitaal belang voor de wetenschappelijke berekeningen die worden gebruikt om het tempo van de klimaatverandering en de effecten van een warmere wereld te begrijpen. We hebben nog steeds een beperkt begrip van de fluctuaties in de methaanproductie van planten en zoetwatermeren."