Een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Loughborough heeft onthuld dat het begraven van organische koolstof in het meer de afgelopen 100 jaar is verdrievoudigd als reactie op de menselijke verstoring van de wereldwijde nutriëntenkringlopen.

Professor John Anderson, van de afdeling Geografie en Milieu van de School voor Sociale en Geesteswetenschappen, hoopt dat de bevindingen ons begrip van wereldwijde koolstofopslag en de rol die meren hierin spelen zullen vergroten, omdat het begrafenisproces voorheen niet belangrijk werd geacht.

Het onderzoek, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , werd ondernomen in een poging om een ​​deel van de lacunes in het wereldwijde koolstofbudget te compenseren.

Het wereldwijde koolstofbudget kijkt naar de hoeveelheid koolstof die op wereldschaal wordt geproduceerd en waar deze terechtkomt.

In theorie, de hoeveelheid koolstof die vrijkomt door menselijke activiteiten - zoals het verbranden van fossiele brandstoffen en het omhakken van bomen - en de hoeveelheid koolstof die wordt opgenomen door oceanen, bodems en de atmosfeer, moet balanceren.

Echter, de cijfers kloppen niet helemaal en een deel van het budget overweegt 'ontbrekend' omdat we niet kunnen verklaren waar een deel van de koolstof is gebleven.

Dit is een probleem, aangezien het in evenwicht houden van het budget een belangrijk onderdeel is van het begrijpen van de hedendaagse koolstofcyclus, die wetenschappers analyseren om toekomstige niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer en het broeikaseffect te voorspellen.

Hoewel bekend is dat alle meren koolstof begraven, Aan dit feit is weinig aandacht besteed en eerdere studies over meren hebben alleen gekeken hoe koolstof van land naar water wordt overgebracht.

het onderzoek van professor Anderson, die in samenwerking is met Dr. Adam Heathcote en Dr. Daniel Engstrom, van het Wetenschapsmuseum van Minnesota (SMM), en het Globocarb-consortium (een team van 20 academici van instellingen over de hele wereld), is de eerste studie om te onderzoeken of de koolstofbegrafenis in meren de afgelopen 100 jaar over de hele wereld is toegenomen.

Meren begraven koolstof als organisch materiaal - materie die afkomstig is van een recent levend organisme (bijvoorbeeld ontbindende watervegetatie), dat is ongeveer 50 procent organische koolstof.

De stof zakt naar de bodem van meren en blijft daar als een bruin uitziende slib. Oceanen en estuaria begraven ook koolstof, maar relatief minder dan meren.

Om te beoordelen hoe de begrafenistarieven in de loop van de tijd zijn veranderd, Professor Anderson en het onderzoeksteam keken naar sedimentkernen uit 516 natuurlijke meren over de hele wereld.

Naast het bekijken van gegevens en voorbeelden uit verschillende landen en continenten, waaronder het VK, Zuid-Amerika, Zweden, Denemarken en Canada - ze keken ook naar meren in de verschillende vegetatiezones van de aarde - bekend als 'biomen' - zoals het regenwoud, savanne en toendra.

Professor Anderson en het team berekenden de ouderdom van de sedimentkernen met behulp van radiometrische datering ( ²¹⁰ Pb) - een techniek die tot nu toe is gebruikt voor materialen op basis van de bekende vervalsnelheid van de radioactieve elementen die ze bevatten - en ze berekenden ook het organische gehalte van het sediment.

Hun aanpak was bijzonder nieuw omdat ze een verbetering van de ²¹⁰ Pb-dateringsmethode die fungeert als focuscorrectie.

Met deze methode konden ze de begravingssnelheid over alle meren standaardiseren - wat belangrijk is omdat meren in grootte variëren en sediment niet uniform wordt verdeeld - en vervolgens berekenen hoeveel organische koolstof door alle meren in één geografisch gebied wordt begraven.

Uit hun analyse blijkt het team vond:

• De totale wereldwijde koolstofafzetting door meren is gestegen van 0,05 PgC jr-1 tot 0,12 PgC jr-1 (waarbij 1 petagram (Pg) koolstof (C) gelijk is aan 1 miljard ton koolstof, of 3,67 miljard ton CO ₂ ) in de afgelopen 100 jaar
• In alle biomen, begrafenis tarieven zijn verdrievoudigd, waaronder een verviervoudiging van de meren in tropische graslanden en bossen - wat een weerspiegeling is van het hoge niveau van menselijke verstoring in de tropen in de 20e eeuw
• Meren in de boreale biomen (bosgebieden in het noorden van Eurazië en het noorden van Noord-Amerika) dragen bij aan het grootste deel van de wereldwijde koolstofafzettingssnelheid vanwege hun grote dekking, maar ze worden op de voet gevolgd door meren in tropische bossen en vervolgens meren in graslanden en de savanne.

Het team ontdekte ook dat de toename van het aantal begrafenissen grotendeels het gevolg is van de grote fysieke transformatie van het aardoppervlak in de afgelopen 100-200 jaar.

Bossen spelen een grote rol in de koolstofcyclus en wanneer ze gekapt worden, niet alleen stopt de koolstofopname, maar de koolstof die in de bomen is opgeslagen, komt door verbranding of ontbinding in de atmosfeer vrij.

Menselijke activiteit in de jaren vijftig leidde tot snelle veranderingen in landbedekking en het kappen van bossen, enorme impact op de koolstofcyclus.

De onderzoekers ontdekten dat de meeste biomen vanaf het einde van de 19e eeuw de koolstofafzetting in het meer verhoogden, wat betekent dat meren reageerden op deze grote veranderingen in de biogeochemie van de aarde.

Naast het verhogen van de begrafenistarieven om de koolstofemissies op het land te compenseren, de onderzoekers ontdekten ook dat menselijke verstoring van de stikstofcyclus en andere nutriëntencycli de begraafsnelheid beïnvloedde.

Meststoffen en voedingsadditieven worden in de landbouw gebruikt om gewassen te laten groeien en ze komen vaak in meren en beken door afvoer en bodemerosie.

Dezelfde voedingsstoffen die gewassen helpen groeien, verhogen ook de groei van waterplanten, wat op zijn beurt de hoeveelheid rottend plantaardig materiaal in meren verhoogt en daarmee de hoeveelheid begraven koolstof.

Het team ontdekte in gebieden met intensieve landbouw en substantiële afname van nutriënten door het gebruik van kunstmest - zoals gebieden die gemengde bossen en graslanden waren in Europa en Noord-Amerika voorafgaand aan veranderingen in het landgebruik - de begravingspercentages van meren zijn sinds het begin van de 20e verdrievoudigd eeuw.

Van het onderzoek, die wordt gedeeld in een paper getiteld "Antropogene verandering van de toevoer van nutriënten vergroot de wereldwijde koolstofput in zoet water, "Professor Anderson zei:"Het begraven van koolstof in meren is een gootsteen in de context van de moderne koolstofcyclus, het kan worden beschouwd als een compensatie voor de effecten van antropogene CO ₂ uitgave.

"Ik hoop dat dit onderzoek mensen ervan bewust maakt dat de begrafenissnelheden een belangrijk onderdeel zijn van de gekoppelde terrestrische-aquatische koolstofcyclus en dat de tarieven zijn toegenomen.

"Het benadrukt ook dat klimaatverandering geen significant onderdeel is van deze verhoogde begrafenissnelheid, het zijn vooral landgebruik en de daarmee samenhangende veranderingen in nutriëntengebruik die de belangrijkste drijfveren zijn."

Professor Anderson hoopt op dit onderzoek voort te bouwen door de begravingspercentages in het noordpoolgebied beter te beperken - een gebied met veel meren maar dat relatief weinig bestudeerd is.

Deze studie vond dat de koolstofbegrafenis laag was in Arctische meren, maar de snelheid kan in de toekomst snel toenemen als gevolg van smeltende permafrost (grond die permanent bevroren blijft) en dit is belangrijk gezien het noordpoolgebied waar veel van de organische koolstof van de aarde wordt opgeslagen.