Kustlijnerosie kan zoetwatermoerassen transformeren van koolstofopslagbassins naar koolstofbronnen, volgens een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Illinois State Geological Survey. Golfslag en hoge waterstanden vegen bodems en planten weg met een snelheid die veel hoger is dan de natuur ze kan vervangen. Een nauwkeurige meting van deze onevenwichtigheid in het koolstofbudget kan helpen om de inspanningen voor kustbeheer beter te prioriteren en de wereldwijde koolstofcyclusmodellen te verbeteren.

Zoetwaterwetlands zijn goed voor maar liefst 95 procent van alle wetlands - zoetwater en zee - en hebben een van de hoogste koolstofopslagpercentages van alle omgevingen, aldus de onderzoekers.

"Er zijn veel wetlands aan de kust hier in het gebied van de Grote Meren en ze worden erkend als belangrijke koolstofopslagreservoirs, " zei Ethan Theuerkauf, een onderzoeker en co-auteur van de Illinois State Geological Survey. "Maar, we willen weten hoe erosie en landschapsverandering die koolstofopslagcapaciteit kunnen veranderen. Dat is nog niet eerder onderzocht."

De onderzoekers ontwikkelden een nieuw model dat werkt zoals het model dat de koolstofbudgetten van zoutwateromgevingen aan de kust beoordeelt, maar met aanpassingen om rekening te houden met de unieke kenmerken van zoetwaterecosystemen. De bevindingen worden gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Illinois Beach State Park - gelegen aan de oever van Lake Michigan net ten noorden van de omgeving van Chicago - is een kustomgeving die grotendeels onaangetast is gebleven door menselijke aantasting. Dit maakt het een ideale locatie voor een onderzoek dat zich richt op landschapsverandering in de tijd, aldus de onderzoekers.

Door een reeks verticale bodemkernen te verzamelen, kon het team de leeftijd en de hoeveelheid koolstof bepalen die aanwezig is in intacte bodemlagen, zand en vegetatie. "We beginnen met het nemen van monsters in de buurt van de kust en gaan landinwaarts, verzamelen uit de verschillende omgevingen zoals stranden, duinen, moerassen en ga zo maar door, " zei Katherine Braun, een ISGS-onderzoeker en hoofdauteur van de studie. "Het is alsof je verticaal en horizontaal teruggaat in de tijd."

De studie vond een grote discrepantie tussen hoe lang het duurt voordat de koolstof zich ophoopt en hoe lang het duurt om te eroderen, zei Braun. "Tien procent van wat 500 jaar nodig had om te accumuleren, verdween in een periode van zes maanden. Dit wetland - of koolstofreservoir, als je het vanuit een koolstofbudgetperspectief bekijkt, heeft het een permanente deuk gehad. De snelheid waarmee wetlands kunnen worden herbouwd, kan nooit de snelheid inhalen waarmee ze werden uitgehold."

De onderzoeksperiode valt samen met de hoogste waterstanden in Lake Michigan in ongeveer 30 jaar, Theuerkauf zei, en hij gelooft dat dit een belangrijke bijdrage levert aan de hoge mate van erosie. "Velen zouden denken dat stormen de belangrijkste bron van erosie zouden zijn, maar we ontdekten dat de minder gewelddadige maar chronische golfaanval van woelige wateren, gecombineerd met het hogere niveau van het meer, lijkt hier de boosdoener te zijn."

Door de veldlocaties na stormen te monitoren, konden de onderzoekers concluderen dat grote golfslagstormen wetlands begroeven onder grote zandafzettingen. "Deze zandafzettingen remmen extra koolstofopslag, maar ook een beschermende rol spelen door extra erosie en export te vertragen, ' zei Braun.

De onderzoekers zijn van plan deze studie voort te zetten door het lot van de geërodeerde koolstof te volgen. "Die koolstof kan ergens anders in Lake Michigan worden afgezet, of het kan in de atmosfeer terechtkomen, " zei Theuerkauf. "Ons voortdurende werk zal ons in staat stellen om de studie uit te breiden over ruimtelijke parameters, niet alleen tijd en niet alleen rond het gebied van de Grote Meren. Het model kan worden toegepast op vrijwel elk zoetwaterkustgebied."