Strandlinjeerosion kan förvandla sötvattensvåtmarker från kollagringspooler till kolkällor, enligt en ny studie ledd av forskare från Illinois State Geological Survey. Vågpåverkan och höga vattennivåer sveper bort jordar och växter i en hastighet som är mycket högre än vad naturen kan ersätta dem. En noggrann mätning av denna koldioxidbudgetobalans kan hjälpa till att bättre prioritera kustförvaltningsinsatser och förbättra globala koldioxidmodeller.

Sötvattens våtmarker står för så mycket som 95 procent av alla våtmarker-sötvatten och marina-och har en av de högsta kollagringshastigheterna i alla miljöer, sa forskarna.

"Det finns många kustnära våtmarker här i området kring de stora sjöarna och de är erkända som viktiga kollagringsreservoarer, sa Ethan Theuerkauf, en Illinois State Geological Survey forskare och studie medförfattare. "Men, vi vill veta hur erosion och landskapsförändringar kan förändra den kollagringskapaciteten. Det har inte undersökts tidigare."

Forskarna utvecklade en ny modell som fungerar som de som bedömer kolbudgetarna i kustnära saltvattenmiljöer, men med modifieringar för att ta hänsyn till sötvattensekosystemens unika egenskaper. Resultaten publiceras i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

Illinois Beach State Park - belägen längs stranden av Lake Michigan strax norr om Chicago-området - är en kustmiljö som har förblivit mestadels ostörd av mänskliga intrång. Detta gör det till en idealisk plats för en studie som fokuserar på landskapsförändringar över tid, sa forskarna.

Genom att samla in en serie vertikala jordkärnor kunde teamet bestämma åldern och mängden kol som finns i intakta lager av jord, sand och växtlighet. "Vi börjar med att ta prover nära stranden och rör oss inåt landet, insamling från olika miljöer som stränder, sanddyner, våtmarker och så vidare, sa Katherine Braun, en ISGS-forskare och huvudförfattare till studien. "Det är som att gå tillbaka i tiden vertikalt och horisontellt."

Studien fann en stor obalans mellan hur lång tid det tar för kolet att ackumuleras kontra hur lång tid det tar att erodera, sa Braun. "Tio procent av det som tog 500 år att ackumulera försvann under en sexmånadersperiod. Denna våtmark - eller kolreservoar, om du tittar på det ur ett kol-budgetperspektiv - tog en permanent snurr. Den hastighet med vilken våtmarker kan återuppbyggas kan aldrig komma ikapp den takt med vilken de eroderades."

Studieperioden sammanfaller med de högsta vattennivåerna i Lake Michigan på cirka 30 år, Theuerkauf sa, och han tror att det är en stor bidragsgivare till de höga erosionshastigheterna. "Många skulle tro att stormhändelser skulle vara den största källan till erosion, men vi fann att den mindre våldsamma men kroniska vågattacken från hackigt vatten, i kombination med den högre sjönivån, verkar vara boven här."

Övervakning av fältplatserna efter stormar gjorde det möjligt för forskarna att dra slutsatsen att stora vågverkande stormhändelser begravde våtmarker under stora avlagringar av sand. "Dessa sandavlagringar hämmar ytterligare kollagring, men spelar också en skyddande roll genom att bromsa ytterligare erosion och export, sa Braun.

Forskarna planerar att fortsätta denna studie genom att spåra ödet för det eroderade kolet. "Det kolet kan återavsättas någon annanstans i Lake Michigan, eller så kan det hamna i atmosfären, " Theuerkauf sa. "Vårt fortsatta arbete kommer att tillåta oss att utöka studien över rumsliga parametrar, inte bara tid och inte bara runt de stora sjöarna. Modellen kan appliceras på nästan alla sötvattenkustområden."