Een studie in het nummer van 6 mei van Natuur geeft aan dat de toename van de regenval die door wereldwijde klimaatmodellen wordt voorspeld, de uitstoot van koolstofdioxide uit tropische bodems waarschijnlijk zal versnellen, de opwarming van de aarde verder te intensiveren door de menselijke uitstoot van dit broeikasgas in de atmosfeer van de aarde te vergroten.

Gebaseerd op analyse van sedimenten uit de onderzeese delta van de rivieren Ganges en Brahmaputra, de studie werd uitgevoerd door een internationaal team onder leiding van Dr. Christopher Hein van William &Mary's Virginia Institute of Marine Science. Medewerkers zijn onder meer Drs. Valier Galy of the Woods Hole Oceanographic Institution, Muhammed Usman van de Universiteit van Toronto, en Timothy Eglinton en Negar Haghipour van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich (ETH Zürich). Grote financiering werd verstrekt door de Amerikaanse National Science Foundation.

"We ontdekten dat de afgelopen 18 jaar in het stroomgebied van de rivieren Ganges en Brahmaputra verschuift naar een warmer en natter klimaat, 000 jaar verhoogde snelheid van bodemademhaling en verminderde voorraden bodemkoolstof, ", zegt Hein. "Dit heeft directe gevolgen voor de toekomst van de aarde, aangezien klimaatverandering waarschijnlijk zal leiden tot meer regen in tropische gebieden, het verder versnellen van de ademhaling van koolstof in de bodem, en het toevoegen van nog meer CO2 aan de atmosfeer dan direct door mensen wordt toegevoegd."

Bodemademhaling verwijst naar het vrijkomen van koolstofdioxide door microben terwijl ze bladafval en andere organische materialen op en net onder het grondoppervlak ontleden en metaboliseren. Het is gelijk aan het proces waarbij grotere meercellige dieren - van slakken tot mensen - CO2 uitademen als bijproduct van het metaboliseren van hun voedsel. Wortels dragen ook bij aan de bodemademhaling 's nachts, wanneer de fotosynthese stopt en planten een deel van de koolhydraten verbranden die ze bij daglicht hebben geproduceerd.

Sedimentkernen leggen verband tussen neerslag, bodemleeftijd

De studie van het team is gebaseerd op een gedetailleerde analyse van drie sedimentkernen die zijn verzameld op de oceaanbodem zeewaarts van de monding van de rivieren Ganges en Brahmaputra in Bangladesh. Hier, 's werelds grootste delta- en onderzeeërventilator werden gebouwd door de enorme hoeveelheid sedimenten die uit de Himalaya waren geërodeerd. De twee rivieren voeren elk jaar meer dan een miljard ton sediment naar de Golf van Bengalen, meer dan vijf keer die van de rivier de Mississippi.

De kernen registreren de milieugeschiedenis van het stroomgebied van de Ganges-Brahmaputra tijdens de 18e, 000 jaar sinds de laatste ijstijd begon af te nemen. Door radiokoolstofdata van bulksedimentmonsters uit deze kernen te vergelijken met monsters van organische moleculen waarvan bekend is dat ze rechtstreeks afkomstig zijn van landplanten, de onderzoekers waren in staat om veranderingen door de tijd in de leeftijd van de moederbodems van de sedimenten te meten.

Hun resultaten toonden een sterke correlatie tussen afvoersnelheden en bodemleeftijd - nattere tijdperken werden geassocieerd met jongere, snel ademende bodems; terwijl het droger is, koelere tijdperken waren gekoppeld aan oudere bodems die koolstof voor langere perioden konden opslaan.

De nattere periodes zelf correleren met de kracht van de Indiase zomermoesson, de belangrijkste bron van neerslag in heel India, de Himalaya, en Zuid-Centraal Azië. De onderzoekers bevestigden veranderingen in de sterkte van de moesson met behulp van verschillende onafhankelijke lijnen van paleoklimatologisch bewijs, inclusief analyse van zuurstof-isotoopverhoudingen van Chinese grotafzettingen en de skeletten van fytoplankton in de open oceaan.

Kleine veranderingen, grote effecten

De omvang van de correlatie ontdekt door Hein en collega's komt overeen met een bijna verdubbeling van de snelheid van bodemademhaling en koolstofomzet in de 2, 600 jaar na het einde van de laatste ijstijd, naarmate de zomermoesson in India sterker werd. "We ontdekten dat een kleine toename van de neerslagwaarden overeenkomt met een veel grotere afname van de bodemleeftijd, ' zegt Heijn.

Een eerder artikel van Hein, Galy, en collega's rapporteerden een verdrievoudiging van de jaarlijkse regenval in het stroomgebied van de Ganges-Brahmaputra sinds de laatste ijstijd. Deze nieuwe studie toont aan dat een opleving van de neerslag leidde tot een halvering van de bodemveroudering door een snellere bodemvernieuwing.

Hein zegt dat "kleine veranderingen in de hoeveelheid koolstof opgeslagen in de bodem bovendien een buitensporige rol kunnen spelen bij het moduleren van de atmosferische CO2-concentraties en, daarom, globaal klimaat, omdat de bodem een ​​primair globaal reservoir van dit element is."

De huidige concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer van de aarde - 416 delen per miljoen - komt overeen met ongeveer 750 miljard ton koolstof. De bodems van de aarde bevatten ongeveer 3, 500 miljard ton - meer dan vier keer zoveel.

Eerder onderzoek heeft de bedreiging benadrukt die de opwarming van de aarde vormt voor de permafrostbodems van het noordpoolgebied, waarvan wordt aangenomen dat het wijdverbreide ontdooien elk jaar tot 0,6 miljard ton koolstof in de atmosfeer vrijgeeft.

"We hebben nu een vergelijkbare klimaatfeedback gevonden in de tropen, " zegt Hein, "en zijn bezorgd dat een verbeterde bodemademhaling als gevolg van meer neerslag - zelf een reactie op klimaatverandering - de concentraties van CO2 in onze atmosfeer verder zal verhogen."