Noordelijke veengebieden bevatten mogelijk twee keer zoveel koolstof als wetenschappers eerder vermoedden, volgens een studie die vandaag is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen . De bevindingen suggereren dat deze drassige gebieden een belangrijkere rol spelen in klimaatverandering en de koolstofcyclus dan waar ze doorgaans de eer voor krijgen.

Veengebieden zijn vochtig, bemoste landschappen gebouwd op lagen van gedeeltelijk vergane planten. Omdat het plantaardig materiaal niet volledig afbreekt, turf kan uiteindelijk duizenden jaren lang grote hoeveelheden koolstof opslaan - veel langer dan een typisch bos. Maar wereldwijde klimaatmodellen, die wetenschappers gebruiken om klimaatverandering en de gevolgen ervan te voorspellen, zelden verantwoordelijk voor de koolstof die veen en andere bodems opnemen, opslaan en vrijgeven.

"De koolstof die ondergronds is, is de minst goed begrepen pool van koolstof, " zei hoofdauteur Jonathan Nichols, een associate research professor aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "Het is een enorm vraagteken in veel wereldwijde klimaatmodellen." Door die metingen te verfijnen, kunnen klimaatmodellen - en dus klimaatvoorspellingen - nauwkeuriger worden. Dat is wat Nichols en zijn co-auteur Dorothy Peteet, een paleoklimatoloog bij het NASA Goddard Institute for Space Studies en adjunct bij Lamont-Doherty, aan de slag gaan.

Hun nieuwe studie omvat 4, 139 radiokoolstofmetingen van 645 veengebieden in Noord-Europa, Azië, en Noord-Amerika. Maar de belangrijkste innovatie zit hem in de manier waarop de onderzoekers de koolstofopslag in veengebieden berekenden.

"Voordat, er werd gewoon aangenomen dat alle veengebieden de afgelopen paar duizend jaar in hetzelfde tempo koolstof hebben verzameld, wat een verschrikkelijke veronderstelling is, " zei Nichols. "De snelheid van koolstofaccumulatie kan op hetzelfde tijdstip enorm verschillen van de ene plaats naar de andere. Ons eigen eerdere werk heeft dit aangetoond, evenals het werk van vele anderen."

Het probleem was dat er gewoon geen goede statistische manier was om die verschillen te verklaren. Dus bedachten Nichols en Peteet een nieuw algoritme om de totale hoeveelheid opgeslagen koolstof in de noordelijke veengebieden te schatten. "Het stelt ons in staat om niet deze veronderstelling te maken waarvan we allemaal weten dat deze verkeerd is, ' zei Nichols.

Eerder, wetenschappers hebben eenvoudigweg het gemiddelde genomen van de koolstofaccumulatiesnelheid gemeten in zoveel turfmonsters als ze konden vinden, en dat gemiddelde vermenigvuldigd met het totale veengebied op het noordelijk halfrond. Deze strategie was bevooroordeeld, Nichols en Peteet wijzen erop, omdat er veel minder monsters zijn uit minder bestudeerde gebieden zoals Azië of Oost- en Zuid-Europa; de gegevens van deze onderbemonsterde gebieden werden effectief weggespoeld door het enorme aantal metingen uit Noord-Amerika en Europa.

Door aan te nemen dat veengebieden in verschillende delen van de wereld veen met verschillende snelheden accumuleren, en door die tarieven af ​​te wegen tegen de grootte van de regio, met het nieuwe algoritme konden de onderzoekers berekenen dat noordelijke veengebieden 1,1 biljoen ton koolstof bevatten. Dat is een kolossale hoeveelheid koolstof - meer dan mensen tot nu toe in de atmosfeer hebben gedumpt door fossiele brandstoffen te verbranden - en een flinke sprong ten opzichte van de eerdere schatting van ongeveer 545 miljard ton.

Nichols en Peteet ontdekten dat na de laatste ijstijd, toen de veengebieden deze enorme hoeveelheid koolstof absorbeerden, het koolstofgehalte in de atmosfeer bleef stabiel. Hoe kan dat, als de veenplanten tijdens de fotosynthese koolstof uit de lucht zouden halen en het vervolgens nooit meer vrijgeven? De onderzoekers vermoeden dat de oceaan in die tijd meer koolstof heeft uitgestoten, die de koolstof compenseerde die door de groeiende veengebieden werd verwijderd.

"Een belangrijke volgende stap is het toevoegen van turf aan simulaties van het mondiale klimaat, " zei Nichols. "Hoe meer we het klimaatsysteem begrijpen, hoe beter onze modellen van dat systeem zullen zijn."

De bevindingen van de studie hebben ook implicaties voor het voorspellen van toekomstige koolstofemissies uit veengebieden. "De delen van de wereld met turf zijn ook de delen die sneller opwarmen dan de rest van de wereld. Wat gebeurt er als je ze opwarmt? Groeien ze sneller en leggen ze meer koolstof vast, of vergaan ze sneller en geven ze meer vrij?" vraagt ​​Nichols.

In het algemeen, hij ontdekt dat veengebieden sneller vervallen en meer koolstof vrijgeven naarmate de thermostaat van de planeet stijgt; klimaatverandering verstoort natuurlijke regenvalpatronen in veengebieden, die mossen kunnen verdrijven ten gunste van planten zoals zegge. Zegge groeit en vergaat sneller, en hun wortels brengen zuurstof diep in de veenlagen, waardoor organisch materiaal kan afbreken en koolstof kan vrijgeven die daar misschien al millennia is opgeslagen. In aanvulling, mensen ontginnen vaak veengebieden en verbranden het veen als brandstof of gebruiken het in de land- of tuinbouw. Al deze processen zetten veengebieden om van koolstofabsorbeerders in emitters, zei Nichols. "En vanwege het werk dat we voor deze krant hebben gedaan, we weten nu dat er veel meer koolstof in de atmosfeer kan komen dan we dachten, " hij zei.