Kan studien av torvmossan som växer i den arktiska tundran hjälpa till att mildra klimatförändringens effekter?

Flera faktorer pekar på:Ja.

I dag, National Science Foundation (NSF) meddelade att som en del av sina utmärkelser 2018, det stöder en studie av det snabbt föränderliga Arktis som kommer att spåra dynamiken i torvmarker som en del av en av dess tio "stora idéer" för forskare att ta itu med:Navigering i det nya arktiska området.

Torvmossa - eller Sphagnum - är känt för att vara en "kolsänka, "vilket betyder att den absorberar koldioxid från atmosfären. Kolsänkor som torvmossa uppfattas alltmer som ett sätt att mildra, eller långsam, planetens snabba uppvärmning.

Enligt Zicheng Yu, en professor vid Lehigh Universitys avdelning för jord- och miljövetenskap, om grunda torvmarker är utbredda i hela Arktis, den totala nettokolskapaciteten för tundra kan underskattas globalt.

Yu är huvudutredare för projektet, i samarbete med fakulteten från Texas A&M University, Bowdoin College, University of New Hampshire och Purdue University, för att studera expansionen av torv i Arktiska Tundra, dess mönster och utvecklingsprocess, och konsekvenserna av en sådan expansion på kolcykeln.

Under de senaste åren har forskare har observerat att den arktiska tundran - som består av de norra delarna av Kanada, Alaska och Sibirien - blir grönare, liknar ekosystemet i varmare klimat, som de boreala skogarna, ett område strax söder om den trädlösa Tundra.

Dock, faktorerna som styr bildandet, distribution, och dynamiken hos torvfläckar i den arktiska tundran är dåligt förstådd, enligt Yu. Yu, en paleoekolog och paleoklimatolog har, under de senaste åren, arbetat med Holocene-paleoklimatvariationer och tillhörande dynamik för ackumulering av torvkol i kontinentala torvmarker med hjälp av högupplöst koldatering och paleoekologiska register.

Under en resa till Arktis nyligen Yu och hans elever på Lehigh hittade rikligt med torvmossa på kullarna på Alaskas norra sluttning. Dock, det är inte känt hur utbredda dessa fläckar är, varför de finns och vilka faktorer som styr deras bildning, distribution, och dynamik.

"Vi vet att torvmarker har varit en viktig kolsänka under flera tusenåriga tidsskalor, "säger Yu." Men vi vet inte hur de reagerar på senaste och framtida miljöförändringar vid decadal-centennial tidsskalor, de mest relevanta tidsramarna för snabba arktiska klimatförändringar och för att minska klimatförändringarna. Vidare, vi förstår inte de möjliga interkorsintervallet mellan växtproduktion och torvnedbrytningsprocesser. "

Yu och hans medarbetare kommer att försöka belysa dessa tidsintervaller och processer. Målet är att besvara den övergripande frågan:kommer det värmande arktiska att förvandlas till ett torvrikt landskap, som den boreala zonen är nu, eller saknas det väsentliga förutsättningar i ett uppvärmande Arktis som förhindrar detta?

NSF finansierar projektet genom sina MacroSystems Biology och Early NEON (National Ecological Observatory Network) Science -program. Enligt NSF, dessa utmärkelser kommer att stödja forskning som hjälper till att förstå biosfärprocesser och deras komplexa interaktioner med klimatet, markanvändning, och invasiva arter på regional till kontinental skala.

I sitt tillkännagivande, NSF noterar att forskningen kommer att bedöma konsekvenserna för globala klimatmodeller och kommer att behandla en av NSF:s "Ten Big Ideas":Navigating the New Arctic.

Ett mål med Navigering i New Arctic är att etablera ett observationsnätverk av mobila och fasta plattformar och verktyg över hela Arktis för att dokumentera och förstå Arktis snabba biologiska, fysisk, kemisk, och sociala förändringar.

Yu och forskargruppen planerar att integrera ny datainsamling från flera tundraplatser längs de nordligaste torvbildande gränserna i Nordamerika. De kommer också att genomföra laboratorieinkubationsexperiment, syntetisera befintliga data från tundran och boreala biomer, och simuleringar av processmodeller i ekosystemskala.

Deras forskning kommer att fokusera på två nyckelelement i de arktiska torvbildande ekosystemen:torvfläckar, och Sphagnums roll i formationen, uthållighet, och snabba kolsekvestreringar av dessa potentiellt begynnande torvmarker.

Det är troligt att deras arbete med detta ämne kommer att få större effekter.

Tillägger Yu:"Den forskning som föreslås här tar direkt upp en brådskande global förändringsfråga som rör arktiska terrestra ekosystem och deras förhållande till den globala koldioxidcykeln och det globala klimatsystemet."