Universitair hoofddocent Rodrigo Vargas van de Universiteit van Delaware en meer dan 200 experts uit de Verenigde Staten, Canada en Mexico hebben onlangs het Second State of the Carbon Cycle Report (SOCCR2) onthuld, een state-of-the-art beoordeling van koolstofcycluswetenschap in Noord-Amerika en de connectie met klimaat en samenleving.

Koolstof is essentieel voor de moleculaire samenstelling van alle levende wezens op aarde, een centrale rol spelen bij het reguleren van het mondiale klimaat. In opdracht van het Amerikaanse Global Change Research Program, het 878 pagina's tellende rapport is van toepassing op klimaat- en koolstofonderzoek en managementpraktijken op ons continent en over de hele wereld.

Deze studie is de tweede in zijn soort, voortbouwend op het 2007 First State of the Carbon Cycle Report (SOCCR). Van een overzicht van de koolstofcyclus tot gevolgen en verdere stappen, SOCCR2 analyseert de koolstofcyclus van 2004 tot 2013.

"Verhuizen naar SOCCR2, we hebben veel meer informatie over zowel koolstofdioxide als methaan vergeleken met toen de eerste studie werd uitgebracht [in 2007], ' zei Vargas.

Het meest recente rapport is onderverdeeld in 19 hoofdstukken. Vargas werd aangeworven om samen met zijn onderzoeksmedewerker Daniel Hayes een kritisch hoofdstuk te leiden - The North American Carbon Budget, assistent-professor aan de Universiteit van Maine. Het paar werkte al aan een subsidie ​​van het Amerikaanse ministerie van landbouw gericht op koolstofdynamiek in Noord-Amerika, dus deze nieuwe poging was een natuurlijke onderzoeksstap. In samenwerking met negen andere wetenschappers, ze synthetiseerden bevindingen van de atmosfeer, land, binnenwateren en kustoceanen (hoofdstukken 8 tot 16).

"Het wordt een budget genoemd omdat je een balans nodig hebt van hoeveel koolstof er uitgaat en hoeveel erin gaat, "zei Vargas. "We houden rekening met koolstof op dezelfde manier als je zou doen voor het budget van je bankrekening. Je hebt winsten en verliezen. Aan het einde, wat is uw budget - positief of negatief? Op uw bankrekening, je zou dieper onderzoeken en zien 'waar zijn mijn uitgaven' en 'wat zijn de bronnen'. We kunnen hetzelfde doen met een koolstofbudget."

Er is een voorraad van hoeveel koolstof er op aarde bestaat. Dan treedt er een flux op. Deze term verwijst naar de hoeveelheid koolstof die wordt uitgewisseld tussen de koolstofpools van de planeet - oceaan, atmosfeer, land en levende wezens. Koolstof kan van het land naar de atmosfeer verloren gaan (via verbranding van fossiele brandstoffen of terrestrische ademhalingsprocessen), uit de atmosfeer naar het land getrokken (winst via fotosynthese van planten), of er vindt een zijwaartse beweging plaats (als koolstof getransporteerd van het land naar de kustoceaan). De netto winst of het netto verlies bepaalt de netto koolstofbalans.

"Tussen 2004 en 2013 Noord-Amerika was een bron van koolstofdioxide voor de atmosfeer, " voegde Vargas toe. "We hadden een netto verlies van koolstof, ongeveer 1, 000 teragram per jaar naar de atmosfeer."

Een teragram is gelijk aan 1, 000, 000, 000 kilogram of ongeveer 2, 205, 000, 000 pond. Als een Afrikaanse olifant ongeveer 12 weegt, 000 pond, dan 1, 000 teragram is gelijk aan 183, 750 olifanten.

Deze fluxen komen uit verschillende bronnen:fossiele brandstoffen, houtproducten, land ecosystemen, binnenwateren, getijdengebieden, estuaria en kustoceanen. Zoals Vargas en Hayes uitleggen in hun SOCCR2-hoofdstuk, De uitstoot van fossiele brandstoffen was van 2004 tot 2013 verreweg de grootste koolstofbron in de atmosfeer op het continent. interessant, 43 procent van deze emissies werd gecompenseerd door natuurlijke koolstofputten - natuurlijke systemen die koolstofdioxide uit de atmosfeer opzuigen en opslaan - zoals Noord-Amerikaans land en de aangrenzende kustoceaan.

"De netto opname van terrestrische ecosystemen is bijna 960 teragram koolstof per jaar, terwijl de netto-opname van kustwateren 177 teragram is, maar er is meer onderzoek nodig om het vertrouwen van deze schattingen te vergroten, ' zei Vargas.

Als je andere continenten vergelijkt, het aandeel van Noord-Amerika in het wereldwijde totaal neemt af naarmate andere landen zoals China hun CO2-uitstoot hebben verhoogd.

"We hadden veel vertrouwen in de schattingen van de uitstoot van fossiele brandstoffen, houtoogst en emissies van houtproducten, "Zei Vargas. "Aan de andere kant, er is weinig vertrouwen in de schattingen van laterale fluxen van landecosystemen naar binnenwateren en van getijdengebieden naar estuaria."

"Onderzoekers hebben veel nagedacht over de verticale uitwisseling van koolstof tussen land en aquatische omgevingen met de atmosfeer, " zei Vargas, die een CAREER-beurs van de National Science Foundation heeft om koolstofdynamiek in getijdengebieden te bestuderen - een cruciaal raakvlak tussen land en oceaan. "Maar er is ook een overdracht van massa van landecosystemen naar binnenwateren, van getijdenwateren tot estuaria. En deze laterale fluxen hadden een van de hoogste niveaus van onzekerheid in de studie."

Over SOCCR2

Geschreven door meer dan 200 wetenschappers uit de Verenigde Staten, Canada, en Mexico, het Second State of the Carbon Cycle Report (SOCCR2) geeft een actuele beoordeling van de wetenschappelijke kennis van de Noord-Amerikaanse koolstofcyclus. Dit uitgebreide rapport behandelt Noord-Amerikaanse koolstoffluxen, bronnen, en zinkt over atmosferisch, aquatisch, en terrestrische systemen, evenals relevante perspectieven uit wetenschappelijke observaties en modellering, beslissingsondersteuning, koolstofbeheer, en sociale wetenschappen. Het rapport presenteert de belangrijkste bevindingen en bruikbare informatie over de waargenomen status en trends binnen de Noord-Amerikaanse koolstofcyclus, zoals beïnvloed door natuurlijke en door de mens veroorzaakte factoren. Deze bevindingen zijn gebaseerd op multidisciplinair onderzoek dat experimentele, observerend, en modelleringsstudies van het laatste decennium.

"Dit rapport is niet bedoeld om beleid voor te schrijven. Het is geen mening. Het is een samenvatting van wetenschappelijke informatie die op dit moment beschikbaar is, ' zei Vargas.

Het U.S. Global Change Research Program bestaat uit 13 agentschappen, waaronder het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA), National Aeronautics and Space Administration (NASA), Ministerie van Defensie (DOD) en Environmental Protection Agency (EPA).

Naast de specifieke hoofdstukken over ecosystemen, het rapport bestudeert de menselijke impact op de koolstofcyclus, inclusief de fysieke drijfveren - energiesystemen en landbouw - en sociale kwesties zoals stammenland. Het rapport kijkt ook vooruit naar mogelijke gevolgen van toekomstige klimaatverandering.

SOCCR2 is een aanvulling op de National Climate Assessment, die de wetenschap van klimaatverandering en variabiliteit en de gevolgen ervan in de Verenigde Staten beoordeelt - nu en gedurende de huidige eeuw.