• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    lustgas, en kraftfull växthusgas, är på uppgång från havets döda zoner

    Havsbottensediment i Bermudas mangrover förbrukade lustgas från havsvattnet. Att återställa kustekosystem kan hjälpa till att bromsa klimatförändringarna. Kredit:Shutterstock

    I oktober 2019, Jag satte segel med ett team av forskare ombord på det kanadensiska kustbevakningsfartyget John P. Tully i nordöstra Stilla havet, utanför Vancouver Islands kust. Slåss mot hård sjö och brist på sömn, vi tillbringade större delen av en vecka med att arbeta axel mot axel i ett litet stå-up-kylskåp, analysera havsbottensediment för att lära dig mer om effekterna av syrefattiga förhållanden på djuphavsmiljöer.

    När organismer dör, de sjunker genom vattenpelaren, förbrukar syre i havet under ytan när de sönderfaller. Detta leder till band av syrefattigt vatten som kallas syreminimumszoner, eller "döda zoner".

    Dessa tuffa miljöer är obeboeliga för de flesta organismer. Även om de förekommer naturligt i vissa områden, Döda zoner uppstår ofta efter att gödselmedel och avloppsvatten sköljs nedströms in i kustområden, gnistrande algblomningar, som sedan dör och sönderfaller.

    En av våra studier från den expeditionen antydde att sedimenten under syrefattiga vatten är en betydande källa till dikväveoxid (N 2 O). Denna gas släpps ut i atmosfären när djupt vatten stiger till ytan i en process som kallas upwelling.

    lustgas, mer känd som "skratgas, "är en potent växthusgas, 300 gånger starkare än koldioxid. Globala utsläpp av N 2 O ökar som ett resultat av mänskliga aktiviteter som stimulerar dess produktion.

    N 2 O hotspots

    Haven står för närvarande för cirka 25 procent av det globala N 2 O utsläpp, och forskare arbetar för att förbättra uppskattningar av marina bidrag. Mest forskning har fokuserat på syreminimumszoner, som är kända som hotspots av N 2 O-utsläpp.

    Uppvärmning av havet på grund av klimatförändringar driver utvidgningen av marina syreminimizoner globalt. Detta har lett till spekulationer om att N 2 O-utsläppen från haven kommer att fortsätta att öka och ytterligare påskynda klimatförändringarna. Våra resultat indikerar att ännu fler N 2 O-produktion kan förväntas där dessa vatten med låg syrehalt är i kontakt med havsbotten.

    Kväve är en väsentlig komponent för livet på jorden och finns i miljön i många olika former. Specialiserade grupper av encelliga mikrober använder kvävehaltiga föreningar, som ammonium och nitrat, för energi för att driva cellulära funktioner. Dessa metaboliska reaktioner förmedlar omvandlingen av kväve mellan dess olika tillstånd i miljön, under vilken N 2 O kan läcka ut i miljön som en biprodukt.

    Förutom dess effekter som växthusgas, N 2 O är också det dominerande ozonnedbrytande ämnet som släpps ut till atmosfären.

    UVic doktorand Brett Jameson återvänder med prover som samlats in från bermudiska mangrover. Kredit:Brett Jameson

    Mangrover som N 2 O banker

    Vårt team reste till Bermuda hösten 2020 för att mäta N 2 O-utsläpp i en orörd mangroveskog i samarbete med Bermuda Institute of Ocean Sciences. Dessa sediment var grundare och tillgängliga för snorklare, vilket gjorde det möjligt för oss att grundligt undersöka deras roll i N 2 O cykling under olika miljöförhållanden.

    Vi fann att havsbottensedimenten i Bermudas mangrove faktiskt konsumerade N 2 O från det överliggande havsvattnet. Liknande N 2 O "sänkor" har beskrivits tidigare i andra orörda system, inklusive flodmynningar, mangrove och även landjordar.

    Dessa områdens förmåga att rita N 2 O från atmosfären är knuten till koncentrationerna av kvävehaltiga näringsämnen i miljön. Lustgasproduktionen hämmas när dessa kvävehaltiga näringsämnen är en bristvara. När näringsnivåerna är tillräckligt låga, marina livsmiljöer kan fungera som nettokonsumenter av N 2 O.

    Sediment som fungerar som N 2 O-sänkor kan också fungera som nettokällor för N 2 O till atmosfären när den utsätts för ökad kvävebelastning från jordbruksavrinning och stadsavloppsvatten. Verkligen, mangrover och andra kustnära ekosystem som upplever ihållande tillförsel av löst kväve tenderar att vara stora N 2 O utsändare.

    I vilken utsträckning orörda miljöer kan fungera som buffertar mot ökningar av atmosfäriskt N 2 O-halterna är fortfarande osäkra. De flesta studier hittills har fokuserat på tätbefolkade och mycket störda regioner i Europa och Asien, som fungerar som källor till N 2 O. Detta lämnar mycket att lära om rollen av orörda marina livsmiljöer som N 2 O-sänkor och deras övergripande inflytande på globala N 2 O budgetar.

    Inriktning på gödselmedel

    Även om man minskar framtida marina N 2 O-utsläpp beror på det mer komplexa problemet med att bromsa tillväxten och spridningen av marina syreminimizoner, åtgärder för att bevara och återställa orörda kustmiljöer är genomförbara ingrepp som kan genomföras på kort sikt.

    För närvarande, mänskliga jordbruksmetoder står för över två tredjedelar av det globala N 2 O-utsläpp. Som ett resultat, stor uppmärksamhet har riktats mot att minska mängden överskott av kväve som tillförs jordbruksmarker via gödningsmedel. Eftersom näringsämnen som inte tas upp av växter ofta hamnar i vattendelar som rinner ut i havet, politik som tar itu med överanvändning av gödselmedel kommer också att gynna angränsande akvatiska ekosystem.

    Dock, För att ytterligare minska de marina utsläppen krävs ett mångfacetterat tillvägagångssätt som också tar upp kustutveckling och metoder för bortskaffande av avloppsvatten i hårt påverkade områden.

    FN har utropat 2021 som starten på ett decennium av havsvetenskap för hållbar utveckling. Det har aldrig varit mer lägligt att beskriva den avgörande kopplingen mellan hav och klimatförändringar än nu.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com