permamrost 10 8تقف "روز كوري" في تيار من المياه الذائبة في القطب الشمالي لجمع عينة وتحليل كيمياء مياه الدفق. تعطي المادة العضوية للتربة اللون باللون البني الذهبي. في الماء ، يمكن للشمس أن تصل إلى الكربون من التربة ، وتضعفه وتسمح للميكروبات بتكسيره وإطلاقه في الغلاف الجوي كثاني أكسيد الكربون. (الائتمان: Rose Cory / U. Michigan)

توصلت دراسة حديثة إلى أن الميكروبات في التربة الصقيعية التي تأكل الكربون المضعَف للشمس وتحولها إلى ثاني أكسيد الكربون قد توفر طريقاً رئيسياً لدخول غاز الدفيئة إلى الغلاف الجوي.

كان الباحثون قد عرفوا أن أشعة الشمس التي تتدفق على التربة المجمدة بشكل دائم ، أو في الأراضي دائمة التجمد ، في القطب الشمالي تكسر الكربون في تلك التربة الصقيعية ، وتطلق غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، لكنهم لا يعرفون كيف تحدث هذه العملية.

في وقت سابق ، أظهر كولين وارد ، وهو طالب دكتوراه حديث في جامعة ميشيجان والمؤلف الأول للدراسة ، أن المجتمعات الميكروبية في التربة الصقيعية العميقة يمكن أن تتكيف بسرعة لاستهلاك الكربون ضعيف الشمس. يمكن أن تتعرض التربة الصقيعية ، المدفونة عادة تحت الأرض ، لأشعة الشمس مرة واحدة يتم إذابتها وتدفقها إلى تيار حيث يضعف التعرض لأشعة الشمس الكربون الموجود في تلك التربة الصقيعية ، مما يحولها إلى كربون تشبه تلك المجتمعات الميكروبية.

تُظهر الدراسة الجديدة أن ضوء الشمس يجعل التربة دائمة التجلّد غذاءً للميكروبات لأنه يمنحها نفس الأنواع من الكربون التي تحبّ فعلاً تناولها ، أي الكربون الذي يتم تكييفه لاستقلابه.


رسم الاشتراك الداخلي


ومع تزايد ذوبان الجليد الدائم ، فإن القطب الشمالي يسخن بمعدل أسرع بمرتين من بقية العالم ، فهو يمتلك القدرة على إطلاق كمية لا تصدق من الكربون كغاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. إذا تم تحويل كل الكربون المحتجز في التربة الصقيعية إلى ثاني أكسيد الكربون ، فإنه سيزيد عن ضعف كمية الكربون في الغلاف الجوي. وهناك عدد قليل جداً من النماذج التي تتنبأ بالسيناريوهات المناخية للمستقبل تشمل انبعاثات الكربون من التربة دائمة التجمد ، كما تقول روز كوري ، أستاذة مشاركة في علوم الأرض والعلوم البيئية.

"إنه الفرق بين تناول الطعام في بوفيه مع الكثير من الخيارات وبعض الخيارات ليست جيدة للغاية مقابل وجود بوفيه حيث يكون كل طبق هو المفضل لديك" ، كما تقول. "يحول ضوء الشمس بعض الكربون التربة دائمة التجمد إلى مفضلات ميكروبية" ، مما يساعدهم على تحويل المزيد من هذا الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ".

permafrost2 10 8يمر تيار من الماء الذائب عبر الثلوج في القطب الشمالي. تعطي المادة العضوية للتربة اللون باللون البني الذهبي. (Credit: Jason Dobkowski / U. Michigan)

لا يمكن أن تتحلل الجسيمات الصقيعية في القطب الشمالي إلى أن تدفأ وتذوّب. وبمجرد أن تبدأ ، تبدأ المجتمعات الميكروبية المحلية بتحليل كربون التربة هذا ، ثم تأكله ببطء ، وفي هذه العملية ، تحوله إلى ثاني أكسيد كربون.

ليس كل تحلل كربون التربة يحدث في التربة بالرغم من ذلك. الثلوج والمطر خلال فصل الصيف من كربون التربة في تيارات وبحيرات مضاءة بنور الشمس ، حيث تضعف الشمس الكربون في التربة. وأظهرت الأبحاث السابقة أن الميكروبات كانت أكثر قدرة على تحويل الكربون ضعيف الشمس إلى ثاني أكسيد الكربون ، لكنها لم تعرف السبب.

ولتحديد كيف ساعد أشعة الشمس في إنتاج ثاني أكسيد الكربون ، أخضعت كوري وفريقها عينات من التربة إلى مطياف الكتلة فائقة الدقة قبل وبعد التعرض لأشعة الشمس ، وقبل وبعد تغذية هذه المادة العضوية إلى المجتمع البكتيري الأصلي. ورأوا أن المجتمعات البكتيرية تسبب المزيد من ثاني أكسيد الكربون في عينات التربة الدائمة التجمد التي تعرضت لأشعة الشمس.

قاموا بفحص نتائجهم في مقابل طريقة أخرى: فحص تركيبة المجتمع الميكروبية والتعبير الجيني بواسطة الميكروبات. ورأى الباحثون أنه بعد التعرض لأشعة الشمس ، قامت الميكروبات بإعادة تجهيز آلاتها الأيضية لاستهلاك الكربون ضعيف الشمس.

إن معرفة كيف تساهم أشعة الشمس في إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الأرض إلى الغلاف الجوي ، يعطي الباحثين معلومة إضافية حول كيفية تحديد معدل وكمية ثاني أكسيد الكربون المنطلق من التربة الصقيعية.

يقول كوري: "يمكن القول إن أكبر طريقة للتغذية المرتجعة هي زيادة الإحترار على الأرض". "نحن في سباق لمعرفة مدى تحول هذه التربة دائمة التجمد إلى ثاني أكسيد الكربون".

{youtube} bz2IgcEhyv0 {/ youtube}

قام الباحثون بالإبلاغ عن أعمالهم في المجلة طبيعة الاتصالات.

المصدر جامعة ميشيغان

كتب ذات صلة:

at سوق InnerSelf و Amazon