Sjöar och dammar är den sista viloplatsen för många av jordens växter. Floder samlar mycket av planetens döda organiska material, transportera den till vila i lugnare vatten.

Men i mikroskopisk skala, sjöar är allt annat än lugna. En osynlig metropol av mikrober matar på dessa stockar och löv, producerar växthusgaser som en biprodukt.

Som ett resultat, sjöar kan vara ansvariga för så mycket som en fjärdedel av kolet i atmosfären - och stiga. Ny forskning gjord med mina kollegor i Cambridge, Tyskland och Kanada föreslår att utsläppen från sötvattensjöar kan fördubblas under de kommande decennierna på grund av klimatförändringar.

Allt känt liv på jorden är av kol. När växter och djur når slutet av sina liv, mikroorganismer som bakterier och svampar kommer på fest. De livnär sig på kolbaserade rester av andra organismer och deras avfallsprodukter-gemensamt kända som organiskt material.

Som en biprodukt av denna oändliga fest, mikrober släpper ut gaser som koldioxid och metan i miljön. Medan varje enskild mikrobe släpper ut en liten mängd gas, de är de vanligaste organismerna på jorden, så det lägger till. Energi från solljus kan också bryta de kemiska bindningarna mellan molekyler av organiskt material, frigör mindre molekyler, som koldioxid, in i miljön.

En del av denna nedbrytning sker på skogsbotten. Men mycket av det organiska materialet som faller till marken hamnar i vattnet. Vindar, regn och snö transporterar det till sjöar, eller oftare i floderna som matar dem.

Mängden växthusgaser som släpps ut från sjöar av mikrober och solljus är enorm. Initiala uppskattningar var cirka 9% av det nettokol som släpptes från jordens yta till atmosfären - det vill säga mängden som släpps utöver jordens kollagringsprocesser.

Men, tack vare förbättrade mätningar, ny forskning har reviderat siffran till så hög som 25%. Dessa siffror är betydande med tanke på att de sjöarna endast utgör cirka 4% av den globala landytan.

Under de kommande åren, sjöar kommer att få mer och mer organiskt material för mikrober att smälta. Ett värmande klimat kommer att ge mer skogstäckning kring sjöar och en större andel bredbladiga träd, såsom lönnar och ekar, jämfört med nålbladade träd, som tallar.

Kol i tusen former

För att förstå hur förändringar i skogar kommer att förändra den roll som sjöar spelar i kolcykeln, vi utförde ett experiment i två kanadensiska sjöar.

Vi fyllde plastbehållare med stenar, sand, lera och olika mängder och typer av organiskt material från närliggande skogar. Detta var avsett att efterlikna förändringen i skogstäckning och sammansättning som förväntas av klimatförändringar.

Vi nedsänkte sedan behållarna i grunda sjövatten där organiskt material sannolikt kommer att ackumuleras och övervakade dem i tre år.

Med hjälp av nya tekniker för att analysera kolets kemi i vatten, vi fann att de behållare som simulerade en nivå av skogstillväxt som förväntades under de närmaste decennierna ledde till mellan 1,5 och 2,7 gånger fler växthusgaser i vattnet än förhållanden som simulerar dagens skogsförhållanden.

Den osynliga mångfalden av organiska föreningar i vattnet var den viktigaste faktorn som orsakade denna ökning - ännu viktigare än mikrobernas mångfald och den totala mängden organiskt material.

Den troliga förklaringen till detta resultat är att samma mikrober kan livnära sig på många olika typer av molekyler. Så när antalet kolbaserade föreningar i vattnet ökar, det finns fler sätt för mikrober att mata och släppa ut växthusgaser.

Enbart ökningen av mångfalden av organiskt material var tillräckligt för att höja växthusgaskoncentrationerna med cirka 50%. Men storleken på denna effekt fördubblades nästan i behållare med mörkare överliggande vatten - ett scenario som förväntas i de flesta sjöar när klimatförändringar ger ökat trädtäckning.

Att noggrant spåra hur kol gör sin resa från land till atmosfär är avgörande för att förutsäga takten i klimatförändringarna och mildra dess effekter. Genom att bättre förstå hur vegetationen runt sjöar styr växthusgaskoncentrationerna i vatten, vår forskning kan informera om hur vårt sätt att hantera mark nära sjöar kan bidra till att minska koldioxidutsläppen.

Till exempel, vi kanske vill plantera färre vattenväxter, till exempel cattails i områden vid sjön, eftersom de producerar mycket högre halter av växthusgaser än organiskt material från skogar.

Arbetet återstår också för att till fullo förstå rollen som sjöar spelar i kolcykeln. Inte allt organiskt material som når sjöar smälts av mikrober. Några sjunker till sjöbotten för att bilda lerigt sediment, låser bort kol. Mängden sediment som bildas kommer också att öka med klimatförändringarna, men vi vet ännu inte hur mycket - och i vilken grad denna ökning av lagrat kol kommer att kompensera för de ökade växthusgasutsläppen från sjöar.

Att besvara den här frågan kommer att vara avgörande för att förbättra noggrannheten i koldioxidkonton - och bedöma hur lång tid mänskligheten har att balansera dem.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.