Veel mensen zien de koolstofcyclus als verticaal:CO2 beweegt op en neer tussen de bodem, planten en de atmosfeer.

Echter, nieuw onderzoek van de Michigan State University gepubliceerd in het huidige nummer van Geofysische onderzoeksbrieven , voegt een dimensie toe aan het verticale perspectief door te laten zien hoe water enorme hoeveelheden koolstof zijdelings door ecosystemen verplaatst, vooral tijdens overstromingen. Deze bevindingen, die meer dan 1 analyseerden, 000 stroomgebieden, die ongeveer 75 procent van de aangrenzende VS beslaan - hebben gevolgen voor de klimaatverandering en de waterkwaliteit.

Koolstof in het milieu, specifiek opgeloste organische koolstof of DOC, is een hoofdvariabele die veel van de fundamentele processen van onze planeet beïnvloedt, zoals waterchemie, uitstoot van broeikasgassen en transport van vervuilende stoffen over land en water, zei Jay Zarnetske, MSU aarde- en milieuwetenschapper en hoofdauteur van de studie.

"Als water door ecosystemen stroomt, het haalt organische koolstof uit planten en bodems, en in veel gevallen water bepaalt of het ecosysteem een ​​netto koolstofbron of -put is, " zei hij. "De enorme hoeveelheid koolstof die uit ecosystemen lekt als DOC is ongeveer net zo groot als de netto hoeveelheid koolstof die elk jaar uit de atmosfeer wordt opgenomen. Een nauwkeurige boekhouding is dus cruciaal bij het beheer van de 'koolstofbankrekening'."

DOC in rivieren is als thee zetten, voegde Zarnetske toe.

"Je begint met relatief helder water dat als neerslag valt, en dan wordt de organische koolstof in het landschap uitgeloogd in het water, "zei hij. "Deze thee wordt dan tijdens overstromingen in stromen gespoeld, vaak het water bruin kleuren."

Het nieuwe werk van Zarnetske suggereert een betere manier om rekening te houden met de koolstof verlatende ecosystemen als DOC door gegevens van overstromingen op te nemen. Onder verwijzing naar logistieke en veiligheidsproblemen, wetenschappers geven rivieren doorgaans een brede ligplaats tijdens overstromingen. Als resultaat, onderzoekers weten minder over DOC-gedrag tijdens overstromingen. Als het water snel en bruin stroomt, Hoewel, is wanneer de meeste koolstof uit de meeste stroomgebieden wordt getransporteerd. Met andere woorden, dit is een tijd waarin meer bemonstering nodig is.

Wat het team van wetenschappers verraste, is dat overstromingen gemakkelijk koolstof wegspoelen uit landschappen in diverse ecosystemen in Noord-Amerika, die zich uitstrekt van de bossen van Michigan tot de Sonorawoestijn. Ze dachten aanvankelijk dat de DOC zou verwateren door overstromingen in veel delen van de VS. echter, leiden tot het vrijkomen van grote hoeveelheden DOC-of sterkere thee, figuurlijk gesproken - uit bijna alle omgevingen in een relatief korte tijd.

"We wisten dat DOC in sommige gebieden tijdens overstromingen omhoog ging, maar we waren verrast om hetzelfde patroon te zien in de overgrote meerderheid van stroomgebieden in het hele land, "Zei Zarnetske. "Woestijnen hebben niet zoveel DOC als loofbossen, maar als je een gebeurtenis hebt zoals een plotselinge overstroming, het proces is hetzelfde, en de waterstromen zitten boordevol koolstof."

Een andere belangrijke bevestiging van de enorme dataset van het onderzoek was de belangrijke rol die wetlands spelen in onze stroomgebieden. Het DOC-doorspoelgedrag in de VS was voornamelijk gerelateerd aan het areaal wetlands in een stroomgebied. Wetlands fungeren als buffers of opslagzones voor DOC in stroomgebieden. Als het water stijgt, water en DOC in de wetlands die het dichtst bij de rivier liggen, kunnen snel overstromen.

Bijgevolg, waar natuurlijke wetlands zich binnen het stroomgebied bevinden, is belangrijk. Het droogleggen van natuurlijke wetlands en 'ruilen' voor een ander nabijgelegen moeras of het bouwen van een kunstmatig wetland ziet er op papier misschien goed uit, maar het zal het vermogen van een gebied om koolstof op te slaan en af ​​te geven beïnvloeden, voegde Zarnetske toe.

"Wetlands zijn belangrijke controlemechanismen voor de koolstofbalans en de waterkwaliteit, en het zijn ook enkele van de meest kwetsbare landschappen, "zei hij. "Als je ze verplaatst, je verandert het sanitair en de chemie van een regio."

Voor dit onderzoek is de wetenschappers gebruikten gegevens uit de hele VS, maar ze waadden niet in een enkele stroom of moeras. Hun resultaten waren afkomstig van tientallen jaren verzamelde gegevens door staats- en federale overheidsinstanties, voornamelijk de U.S. Geological Survey. De enorme omvang van de dataset kan intimiderend zijn, en het beheersen van de vaardigheden die nodig zijn om zijn geheimen te ontrafelen, is ontmoedigend. Echter, het is een ware schat aan informatie. Hoewel het verzamelen van deze langetermijngegevens misschien niet zo opwindend lijkt als het uitvoeren van nieuwe experimenten, de historische gegevens zijn waardevol en hun waarde groeit alleen met de tijd, zei Zarnetske.

"Het is niet flitsend, maar het zijn krachtige gegevens, " zei hij. "Deze gegevens werden verzameld lang voordat we computers en methoden kenden die krachtig genoeg waren om alles te analyseren. Het is een ander voorbeeld van hoe gegevensverzamelingen op de lange termijn de sleutel zijn tot ontdekkingen en voortdurende financiering waard zijn."

En zulke enorme datasets spelen in op de sterke punten van MSU, hij voegde toe.

"Een van de sterke punten van MSU zijn data-intensief onderzoek, macrosysteemecologie en interdisciplinair onderzoek, "Zei Zarnetske. "Ons team heeft deze openbaar beschikbare dataset op een nieuwe manier gebruikt om veel bestaande theorieën te verfijnen die een beter beheer van koolstofbalansen mogelijk maken, wetlands en andere problemen met de waterkwaliteit."