Ett nytt sätt att analysera den kemiska sammansättningen av markens organiska material kommer att hjälpa forskare att förutsäga hur mark lagrar kol – och hur markens kol kan påverka klimatet i framtiden, säger en forskare vid Baylor University.

En studie av forskare från Iowa State University och Baylor University, publicerad i den akademiska tidskriften Naturgeovetenskap , använde ett arkiv med data om jordar från ett brett spektrum av miljöer över hela Nordamerika – inklusive tundra, tropiska regnskogar, öknar och prärier – för att hitta mönster för att bättre förstå bildandet av organiskt material i jorden, som mestadels består av rester som lämnats av döda växter och mikroorganismer.

Forskare analyserade prover av 42 jordar från arkiv från National Ecological Observatory Network och prover tagna från ytterligare platser, representerar alla de stora jordtyperna på kontinenten.

Jordarna analyserades av William C. Hockaday, Ph.D., docent i geovetenskap vid Baylor University, och gästforskaren Chenglong Ye, en postdoktor vid Nanjing Agricultural University, i Molecular Biogeochemistry Lab i Baylor. De använde en teknik som kallas kärnmagnetisk resonansspektroskopi, vilket gjorde det möjligt för dem att analysera den kemiska strukturen och sammansättningen av naturliga organiska molekyler i jorden.

"Mark är en grund för samhället genom att tillhandahålla mat, rent vatten och ren luft, ”, sade Hockaday. ”Jordar har också en viktig roll i klimatförändringen som en av de största reservoarerna av kol på planeten. Ändå, den kemiska sammansättningen av detta kol har diskuterats av forskare i över 100 år."

"Med denna studie, vi ville ta upp frågorna om huruvida organiskt material är kemiskt likt mellan miljöer eller om det varierar förutsägbart mellan miljöer, sa Steven Hall, Ph.D., studiens huvudförfattare och biträdande professor i ekologi, evolution och organismbiologi i Iowa State.

Studien avslöjade mönster i markens organiska materialkemi som gällde i olika klimat. Förstå dessa mönster, eller regler för hur och varför organiskt material bildas och finns kvar i marken, kommer att hjälpa forskare att förutsäga hur jordar i olika ekosystem lagrar kol. Kol kan bidra till klimatförändringen när det släpps ut från marken till atmosfären som en växthusgas. En förbättrad förståelse för vilka typer av markkol som finns i olika miljöer kan ge en tydligare bild av hur markens kol kan påverka klimatet och hur framtida klimatförändringar kan påverka reservoaren av markkol, sa forskare.

"Denna studie samlade ett starkt team av forskare, och för mig, det var första gången att överväga kemiska mönster i kontinental skala, ", sa Hockaday. "Det är spännande och glädjande när du informerar en långvarig debatt och ger en förklaring till ett stort mönster som finns i naturen."