Een onderzoeker van de Washington State University heeft ontdekt dat een kwart van de koolstof die door de bodem wordt vastgehouden, tot zes voet onder het oppervlak gebonden is aan mineralen. De ontdekking opent een nieuwe mogelijkheid om met het element om te gaan terwijl het de atmosfeer van de aarde blijft opwarmen.

Eén probleempje:het grootste deel van die koolstof is diep onder de natte bossen van de wereld geconcentreerd, en ze zullen niet zoveel vasthouden als de wereldwijde temperaturen blijven stijgen.

Marc Kramer, een universitair hoofddocent milieuchemie aan de WSU Vancouver, putte uit nieuwe gegevens van bodems over de hele wereld om te beschrijven hoe water organische koolstof oplost en diep in de bodem brengt, waar het fysiek en chemisch gebonden is aan mineralen. Kramer en Oliver Chadwick, een bodemwetenschapper aan de University of California Santa Barbara, schat dat dit pad ongeveer 600 miljard metrische ton vasthoudt, of gigaton, van koolstof. Dat is meer dan het dubbele van de koolstof die aan de atmosfeer is toegevoegd sinds het begin van de industriële revolutie.

Wetenschappers moeten nog steeds een manier vinden om van deze bevinding te profiteren en een deel van de extra koolstof in de atmosfeer ondergronds te brengen, maar Kramer zegt dat de bodem gemakkelijk meer kan vasthouden. Voor starters, een nieuw begrip van het pad is "een grote doorbraak" in ons begrip van hoe koolstof ondergronds gaat en daar blijft, hij zei.

"We weten minder over de bodem op aarde dan over het oppervlak van Mars, " zei Kramer, wiens werk in het tijdschrift verschijnt Natuur Klimaatverandering . "Voordat we kunnen gaan nadenken over het opslaan van koolstof in de grond, we moeten echt begrijpen hoe het daar komt en hoe waarschijnlijk het is dat het blijft hangen. Deze bevinding markeert een belangrijke doorbraak in ons begrip."

De studie is de eerste evaluatie op wereldschaal van de rol die de bodem speelt in opgeloste organische koolstof en de mineralen die helpen deze op te slaan. Kramer analyseerde bodem- en klimaatgegevens uit Amerika, Nieuw-Caledonië, Indonesië en Europa, en putte uit meer dan 65 locaties die zijn bemonsterd tot een diepte van twee meter van het door de National Science Foundation gefinancierde National Ecological Observatory Network.

"Deze gegevens laten zien wat voor soort grote wetenschap je kunt doen als je een nationaal ecologisch observatorium hebt, " zei Kramer. Ten eerste, ze lieten de onderzoekers een kaart op wereldschaal maken voor dit pad van koolstofaccumulatie in de bodem.

Het vergelijken van verschillende ecosystemen, Kramer zag dat vochtige omgevingen veel meer koolstof vasthielden dan droge. In woestijnklimaten, waar regen schaars is en water gemakkelijk verdampt, reactieve mineralen houden minder dan 6 procent van de organische koolstof van de bodem vast. Droge bossen zijn niet veel beter. Maar natte bossen kunnen wel de helft van hun totale koolstof bevatten, gebonden aan reactieve mineralen.

Natte bossen zijn doorgaans productiever, met dikke lagen organisch materiaal waaruit water koolstof zal uitlogen en het zal transporteren naar mineralen tot twee meter onder het oppervlak.

"Dit is een van de meest hardnekkige mechanismen die we kennen voor hoe koolstof zich ophoopt, ' zei Kramer.

Maar hoewel het onwaarschijnlijk is dat klimaatverandering de diepe mineraalgebonden koolstof rechtstreeks beïnvloedt, het kan het pad beïnvloeden waardoor de koolstof wordt begraven. Dat komt omdat het toedieningssysteem afhankelijk is van water om koolstof uit wortels te lekken, gevallen bladeren en ander organisch materiaal aan de oppervlakte en dragen het diep in de grond, waar het zich zal hechten aan ijzer- en aluminiumrijke mineralen die graag sterke bindingen willen vormen.

Als de temperatuur in de buurt van het oppervlak warm wordt, er kan minder water door de bodem stromen, zelfs als de regenval gelijk blijft of toeneemt. Meer van het water dat valt, kan verloren gaan door verdamping en plantademhaling, waardoor er minder water beschikbaar is om koolstof te verplaatsen voor langdurige opslag.