Naast delen van vernietigde vegetatie, bosbranden in het Amazonegebied laten hun sporen na op de Amazone-rivier en zijn zijrivieren. Onvolledige verbranding van bomen resulteert in de productie van zwarte koolstof, vaste deeltjes die in de vorm van houtskool en roet in de wateren van de Amazone terechtkomen en als opgeloste organische koolstof naar de Atlantische Oceaan worden getransporteerd.

Voor de eerste keer, een internationale groep onderzoekers heeft de zwarte koolstof die in de Amazone stroomt gekwantificeerd en gekarakteriseerd. Hun bevindingen, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , laten zien dat de meeste zwarte koolstof die naar de oceaan wordt getransporteerd "jong" is en waarschijnlijk het gevolg is van recente bosbranden.

"Door radiometrische datering [een methode die de hoeveelheid koolstof-14 of andere natuurlijk voorkomende radioactieve isotopen in materiaal kwantificeert op basis van hun bekende vervalsnelheid om de leeftijd van het materiaal tot ongeveer 60 te bepalen, 000 jaar geleden] en moleculaire samenstellingsanalyse, we concludeerden dat het grootste deel van de zwarte koolstof die we in de Amazone-rivier vonden de afgelopen jaren werd geproduceerd door het verbranden van bomen, " zei Jeffrey E. Richey, een professor aan de Universiteit van Washington in de Verenigde Staten en een co-auteur van de studie.

Als gastonderzoeker aan het Centre for Nuclear Energy in Agriculture (CENA-USP) van de Universiteit van São Paulo, in de afgelopen vijf jaar, Richey heeft een project uitgevoerd dat wordt ondersteund door de São Paulo Research Foundation-FAPESP onder auspiciën van het São Paulo Excellence Chair (SPEC)-programma, met als doel de rol van het stroomgebied van de Amazone in de wereldwijde koolstofcyclus te verhelderen.

In november 2015 tijdens een van de droogste seizoenen in de regio, de onderzoekers die aan het project werkten, verzamelden monsters van zwarte koolstof opgelost in het hoofdkanaal van de Amazone en in vier zijrivieren:de neger, Madeira, Trombetas en Tapajós.

Deze periode is gekozen voor de uitvoering van het onderzoek omdat de waterstanden laag waren en de verbinding tussen de Amazone en zijn uiterwaarden beperkt was. "Als resultaat, we konden alleen monsters van permanent water nemen en de bronnen van zwarte koolstof in het stroomgebied nauwkeuriger identificeren, ' zei Richey.

Moleculaire markers

Koolstof-14-niveaus en -gehalten in monsters werden gemeten met behulp van moleculaire markers, zoals het polycarbonzuur dat vrijkomt bij oxidatie van aromatische polycyclische koolwaterstoffen in zwarte koolstof.

Kwantitatieve meting van de markers werd gecombineerd met moleculaire karakterisering van de monsters met behulp van massaspectrometrie met ultrahoge resolutie.

De resultaten van de analyses toonden aan dat de zwarte koolstof die in de Amazone en zijn zijrivieren is opgelost, over het algemeen "jong" is, maar ouder wordt naarmate het verder naar de oceaan gaat.

Monsters verzameld op plaatsen die relatief ver van de Atlantische Oceaan liggen, zoals Óbidos in de staat Pará, waren jonger, terwijl die verder stroomafwaarts verzameld waren ouder.

"Dit suggereert dat de zwarte koolstof kan verouderen als het van het droge land naar de rivier gaat en vervolgens naar de zee stroomt. tijdens het transport van dit materiaal kunnen meer reactieve componenten worden verwijderd, ' zei Richey.

"Het recentere materiaal kan worden onderworpen aan een proces van mineralisatie in de rivier terwijl het naar de zee stroomt. Dit zou een verandering in het moleculaire profiel kunnen veroorzaken, zodat het een 'ouder' signaal afgeeft. Er zijn nog verschillende aspecten van de opslag en transport van dit materiaal van het droge naar de rivieren en vervolgens de oceaan die we beter moeten begrijpen."

Bij een nieuw project ook ondersteund door FAPESP, de onderzoekers zijn van plan om een ​​groter aantal metingen uit te voeren ter vergelijking met de gegevens van 2015 om erachter te komen of de productie van "jonge" zwarte koolstof en dus de frequentie van bosbranden de afgelopen jaren is toegenomen.

"De bezorgdheid over de recente verbrandingen in het Amazonegebied is bijzonder acuut met betrekking tot de gegenereerde koolstof. Een deel ervan gaat de atmosfeer in in de vorm van koolstofdioxide, maar een groot deel wordt vastgehouden in de bodem of het water in de vorm van zwarte koolstof, ' zei Richey.

Grootste bron van organisch materiaal

Volgens de onderzoekers is de Amazone-rivier is goed voor een vijfde van de wereldwijde zoetwaterafvoer naar de oceanen en is de grootste bron van terrestrische organische stof over zee, gemiddeld tussen de 22 en 27 miljoen ton opgeloste organische koolstof per jaar "exporteren". Om deze reden, het is een cruciaal systeem om het fietsen en transporteren van zwarte koolstof te begrijpen, de meest stabiele koolstofverbinding in de natuur.

Een groot en ongevoelig onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus, zwarte koolstof in deeltjesvorm fungeert als een biosferische koolstofput door koolstof uit snellere atmosfeer-biosfeerprocessen te verwijderen en op te slaan in sedimentaire reservoirs. Kennis van de oorsprong, dynamiek en lot van dit materiaal is essentieel voor de ontwikkeling van modellen om te voorspellen hoe de wereldwijde koolstofcyclus kan interageren met klimaatverandering, Richey benadrukte.

"Ons begrip van de rol van zwarte koolstof op regionale en mondiale schaal is onvoldoende, grotendeels te wijten aan beperkte kennis van de verwerking, kwaliteit en lot van opgeloste zwarte koolstof tijdens de export ervan door rivieren naar de oceaan, " hij zei.

"Bijvoorbeeld, we moeten weten hoe lang de zwarte koolstof die door recente bosbranden is geproduceerd, nodig heeft om de Amazone-rivier te bereiken."