Het gesteente onder onze voeten staat bekend als een onherbergzame plek. In tegenstelling tot, Het is bekend dat de bodem wemelt van het leven - van microben tot plantenwortels tot insecten.

Dit perspectief heeft de bodem tot de belangrijkste bron van koolstofdioxide gemaakt die door bossen wordt geproduceerd, de CO ₂ een natuurlijk bijproduct zijn van het leven erin. Maar volgens een onderzoek onder leiding van de Universiteit van Texas in Austin, de heersende opvatting is slechts aan de oppervlakte.

Uit de studie bleek dat CO ₂ kan ook dieper onder de grond worden geproduceerd in gesteentebreuken, en dat deze bron tot 29% van de dagelijkse gemiddelde CO . kan uitmaken ₂ uitgezonden door het land, afhankelijk van het seizoen.

Deze bevinding betekent niet dat landschappen meer CO . uitstoten ₂ in de atmosfeer, maar het daagt wel de conventionele wijsheid uit over waar CO ₂ wordt geproduceerd. Het kan ook helpen om modellen voor klimaatverandering te verbeteren, omdat we begrijpen hoe en waar CO ₂ wordt geproduceerd, is een essentieel onderdeel van het maken van nauwkeurige prognoses.

De studie koppelde CO ₂ productie in de rots tot de seizoensgebonden opname van water door diepe boomwortels vele meters onder het oppervlak, een bevinding die suggereert dat boomwortels en de microbiële gemeenschappen eromheen de bron zijn van de CO ₂ - en dat gesteentebreuken een plek zijn waar het leven kan gedijen.

"Dit is een paradigmaverschuiving in termen van waar de actie is, " zei Daniëlla Rempe, een assistent-professor aan de UT Jackson School of Geosciences die co-auteur was van de studie. "De bodem is misschien niet de enige hoofdrolspeler in bossen."

De studie werd op 6 december gepubliceerd in de JGR Biogeowetenschappen .

Alison Tune, een afgestudeerde student aan de Jackson School, leidde het onderzoek. Andere co-auteurs zijn onder meer Jackson School Professor Philip Bennett, Jia Wang, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign, en Jennifer Druhan, een assistent-professor aan de University of Illinois Urbana-Champaign die een sleutelrol speelde bij het ontwerpen en uitvoeren van het onderzoek.

Bodem zit niet bovenop vast gesteente. Liever, een overgangszone van gebroken en verweerd gesteente bevindt zich tussen deze twee uitersten. Dit veranderde gesteente is notoir moeilijk te samplen. Het onderzoek was gebaseerd op een gespecialiseerd bemonsteringsinstrument begraven in een heuvelhelling in Noord-Californië, die zich uitstrekte van de top van het gebroken gesteente naar de bodem, ongeveer 44 voet.

Deze tool onthulde al snel dat deze regio een actieve locatie was van CO ₂ productie.

"Er is een grote CO ₂ bron onder de grond, " zei Tune. "Toen we voor het eerst de [CO ₂ ] concentratieprofielen in het veld waren we behoorlijk enthousiast over wat we vonden."

Door duizenden monsters te analyseren die zijn verzameld in 2017-2019, ontdekten de onderzoekers dat de CO ₂ bleef niet zitten. Tijdens het droge seizoen, de CO ₂ reisde voornamelijk de grond in waar het in de atmosfeer werd vrijgegeven. Tijdens het natte seizoen, toen het grondwater omhoog kwam om de breuken te vullen, bijna 50% van de CO ₂ opgelost in het water, die uiteindelijk naar beken en rivieren stroomt.

De onderzoekers ontdekten dat deze opgeloste CO ₂ versnelt de verwering van rotsen, met maar liefst 80% van de opgeloste koolstof in het grondwater dat het studiegebied verlaat, afkomstig van het gebroken gesteente. Deze bevinding is belangrijk, Rempe zei, omdat het de eerste keer is dat wetenschappers in staat zijn om vast te stellen waar aanhoudende rotsverwering plaatsvindt binnen de heuvels.

Deze studie bouwt voort op een groeiend aantal kennis dat gebroken gesteente aantoont als een ecologisch belangrijke regio. Bijvoorbeeld, in een onderzoek uit 2018, Rempe en medewerkers vonden bewijs voor rotsvocht in gebroken rotshoudende bomen tijdens droogtes.

Mark Torres, een assistent-professor aan de Rice University die bestudeert hoe koolstof door omgevingen fietst, zei dat het onderzoek belangrijk is omdat het licht werpt op een deel van het landschap dat wordt beschouwd als een 'zwarte doos' tussen de bodem en het grondwater.

"In het werk dat ik doe, Ik schep meestal rivierwater op en moet afleiden wat er onder een heuvel gebeurt, " zei hij. "Wat echt indrukwekkend is aan het werk, is hoe ze dingen hebben waargenomen die ongelooflijk moeilijk te zien zijn."

De onderzoekers zijn van plan om op andere plaatsen gebroken gesteente te onderzoeken, inclusief een lokale onderzoekssite in het White Family Outdoor Learning Center van de Jackson School, een terrein van 266 hectare in Dripping Springs, Texas.

"Gebroken gesteente is heel gewoon in Texas, waar de grond erg dun is en veel diepgeworteld is, Tune zei. "Het zou een belangrijk onderdeel kunnen zijn van de koolstofcyclus in deze ecosystemen en het zou belangrijk kunnen zijn om dat te begrijpen naarmate we verder gaan en naarmate het klimaat in de loop van de tijd verandert."