Uppvärmningstemperaturer i torvmarker i kallt klimat kan med tiden utlösa sönderfall av gamla, djupt begravd torv och öka utsläppen av klimatskadande metan och koldioxid till luften, enligt en studie som leds av en tidigare doktorand vid University of Oregon.

Mest oroande är den potentiella frisättningen av metan, en potent växthusgas som absorberar solljus och värmer atmosfären, sade studieförfattaren Scott Bridgham, en biolog vid Institutionen för biologi och medlem i UO:s miljöstudieprogram och Institute of Ecology and Evolution.

Studien, ledd av Anya Hopple och ledd av ett nio medlemmar i en experimentell skog i Minnesota, dök upp förra månaden Naturkommunikation . Torvmarker, som består av sönderfallande organiskt material som kan vara många meter djupt, innehåller hälften av världens jordkol men upptar bara 3 procent av landytan. Hur uppvärmning kommer att påverka gasutsläpp och global uppvärmning är en växande oro.

"Det mesta av detta torvkol har ackumulerats under tusentals år på grund av långvariga kyla och vattentäta förhållanden, så en central fråga är hur inert detta kol är inför klimatförändringarna, "Sade Bridgham." I världens enda uppvärmning av hela ekosystemet och förhöjda atmosfäriska koldioxidförsök i ett torvland, vårt team visade att efter en fördröjningsperiod på ungefär ett år, hela torvprofilen började producera mer koldioxid och metan. "

I den amerikanska departementet för energifinansierad studie, forskare värmde jorden till 3 meters djup, eller cirka 10 fot, med elektriska motstånd vid fem olika temperaturer relaterade till projekterad uppvärmning. Djupare jordar tenderar att spegla årliga medeltemperaturer medan ytjord speglar säsongsvariationer, Sa Bridgham.

Resultaten som presenterades i studien togs från fyra års data som samlats in 2015-18 som en del av långsiktig forskning som utförts av flera institutioner på försöksplatsen Gran och torvmark under förändrade miljöer, känd som SPRUCE.

Under tiden, exponentiella ökningar sågs i ytmetanutsläpp, med mycket större metanproduktion som sker på större djup, som svar på stigande temperaturer i hela jordprofilen. Radiokolanalyser visade att äldre och djupare kolkällor spelade en betydande roll i förändringarna.

"Mikroberna som sönderdelar jordens organiska material under vattentäta förhållanden andas koldioxid och/eller metan, "Bridgham sa." Förhållandet mellan dessa gaser spelar roll vid mikrobiell andning eftersom metan är en 45 gånger starkare växthusgas än koldioxid över en 100-årig tidsram. "

Forskarna letade efter men fann föga bevis för ökningar av koldioxidhalten i atmosfären, vilket är viktigt vid fotosyntes. Effekter har setts i växtfysiologi, Bridgham sa:men det har ännu inte genomsyrat andra ekosystemfunktioner.

I tidigare publicerat arbete som tittade på bara 14 månaders uppvärmningstemperaturer djupt i torven, ett team som också inkluderade Hopple, som nu är forskare vid Pacific Northwest National Laboratory, och Bridgham fann inga effekter på metan- och koldioxidproduktion i djupare torv.

"Våra nuvarande resultat tyder på att ekosystemets svar i stort sett fortfarande drivs av torv, men det efter en relativt kort fördröjning, den stora (kol) banken på djupet i torvmarker är lyhörd för uppvärmning, "noterade laget.

Författarna noterade att deras resultat kom från en nordlig torvmark och kan gälla mest direkt på traditionellt kallt klimat torvmarker som upplever uppvärmningstemperaturer. Den högsta förhöjda temperaturen som användes i studien var i den höga änden av ett intervall som förväntades i värsta fall för arktiska platser.