Het verlies van gletsjers wereldwijd versterkt de afbraak van complexe koolstofmoleculen in rivieren, mogelijk een verdere bijdrage leveren aan de klimaatverandering.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Leeds heeft voor het eerst gletsjergevoede bergrivieren in verband gebracht met hogere afbraaksnelheden van plantaardig materiaal. een belangrijk proces in de wereldwijde koolstofcyclus.

Terwijl berggletsjers smelten, stroomafwaarts wordt het water naar de rivieren geleid. Maar nu de opwarming van de aarde het verlies van gletsjers versnelt, rivieren hebben warmere watertemperaturen en zijn minder vatbaar voor variabele waterstroming en sedimentbeweging. Deze omstandigheden zijn dan veel gunstiger voor schimmels om zich te vestigen en te groeien.

Schimmels die in deze rivieren leven, breken organisch materiaal af, zoals bladeren en hout, uiteindelijk leidend tot het vrijkomen van koolstofdioxide in de lucht. Het proces - een belangrijk onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus van rivieren - is nu gemeten in 57 rivieren in zes bergketens over de hele wereld, in Oostenrijk, Ecuador, Frankrijk, Nieuw-Zeeland, Noorwegen en de Verenigde Staten.

De bevindingen, voornamelijk gefinancierd door de Natural Environment Research Council, worden vandaag (15 maart) gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering.

Hoofdauteur Sarah Fell, van Leeds' School of Geography en water@leeds, zei dat vergelijkbare patronen en processen wereldwijd werden ontdekt.

"We vonden een toename van de afbraaksnelheid van organisch materiaal in bergrivieren, wat dan naar verwachting zal leiden tot meer koolstofafgifte in de atmosfeer.

"Dit is een onverwachte vorm van klimaatfeedback, waarbij opwarming het verlies van gletsjers veroorzaakt, die op zijn beurt koolstof in rivieren snel recycleert voordat het in de atmosfeer wordt teruggebracht."

De terugtrekking van berggletsjers versnelt in veel delen van de wereld in een ongekend tempo, met klimaatverandering die naar verwachting zal leiden tot aanhoudend ijsverlies in de 21e eeuw.

Echter, de reactie van rivierecosysteemprocessen (zoals nutriënten- en koolstofcycli) op ​​afnemende gletsjerbedekking, en de rol van schimmelbiodiversiteit bij het aandrijven hiervan, blijft slecht begrepen.

Het onderzoeksteam gebruikte canvas van kunstenaars om plantaardig materiaal na te bootsen zoals bladeren en gras dat zich van nature in rivieren ophoopt. Dit was mogelijk doordat het canvas van katoen is gemaakt, voornamelijk samengesteld uit een verbinding genaamd cellulose - 's werelds meest voorkomende organische polymeer dat wordt aangetroffen in plantenbladeren die zich op natuurlijke wijze in rivieren ophopen.

De canvasstroken hebben ongeveer een maand in de rivieren gelegen, vervolgens opgehaald en getest om te bepalen hoe gemakkelijk ze konden worden geript. De stroken scheurden gemakkelijker omdat waterschimmels ze koloniseerden, waaruit blijkt dat de ontbinding van de koolstofmoleculen sneller verliep in rivieren die warmer waren omdat er minder water uit gletsjers stroomde.

De co-auteur van de studie, Professor Lee Brown, ook van Leeds' School of Geography en water@leeds, legde uit:"Onze vondst van vergelijkbare patronen van afbraak van cellulose op locaties over de hele wereld is echt opwindend omdat het suggereert dat er een universele regel zou kunnen zijn voor hoe deze rivierecosystemen zich zullen ontwikkelen als bergen ijs blijven verliezen. Als dat zo is, we zullen veel beter in staat zijn om voorspellingen te doen over hoe rivierecosystemen in de toekomst zullen veranderen.

Co-auteur professor Alex Dumbrell, wiens team van de Universiteit van Essex de schimmels uit de riviermonsters analyseerde, toegevoegd:"Ons werk toonde aan dat het meten van een specifiek gen dat de activiteit van het cellulose-afbrekende enzym (Cellobiohydrolase I) ondersteunt, betekende dat we de afbraak van katoenstrips beter konden voorspellen dan het gebruik van informatie over de overvloed aan schimmelsoorten zelf, wat de meest gebruikte benadering is. Dit opent nieuwe routes voor onderzoek om onze voorspellingen over veranderingen in koolstofcycli te verbeteren."

Aangezien de algen- en plantengroei in gletsjergevoede rivieren wordt geminimaliseerd door een lage watertemperatuur, onstabiele kanalen en hoge niveaus van fijn sediment, Afbraak van plantaardig materiaal kan een belangrijke brandstofbron zijn voor deze aquatische ecosystemen. In sommige delen van de wereld, zoals Alaska en Nieuw-Zeeland, gletsjergevoede rivieren strekken zich ook uit in bossen die grotere hoeveelheden bladafval leveren aan de voedselketens van rivieren.

In aanvulling, omdat gletsjerverlies betekent dat er minder water door de rivieren stroomt en ze minder snel van koers veranderen, de verwachting is dat in de toekomst oeverplanten en -bomen meer zullen groeien in deze habitats, wat betekent dat er nog meer bladafval zal ophopen in rivieren. Dit zal waarschijnlijk de schimmelverwerking van koolstof in bergrivieren wereldwijd nog meer versnellen dan nu het geval is.