Varje år flyter 600-900 miljoner ton kol genom floder till havet antingen som partiklar eller i löst form. Forskare har länge vetat att detta inte representerar den totala mängden kol som transporteras från land till havet. Men de återstående bidragsgivarna mestadels från kustekosystem, såsom kolrika mangroveskogar, och från grundvattenutsläpp till havet har varit notoriskt svåra att mäta.

En ny studie publicerad i tidskriften Globala biogeokemiska cykler och i spetsen av Dr. Eun Young Kwon, projektledare vid IBS Center for Climate Physics South Korea ger nya uppskattningar av denna svårfångade del av den globala koldioxidcykeln. Studien använder sig av förekomsten av två stabila kolisotoper, ¹² C och ¹³ C, med det senare något tyngre, eftersom den har ytterligare en neutron i kärnan. Koncentrationsförhållandet mellan dessa två kolisotoper (kallas ¹³ C) tillhandahåller ett sätt att spåra kol genom de olika komponenterna i kolkretsen, inklusive atmosfären, hav, flodsystem och biosfären. Att känna till det typiska ¹³ C -värde för landbiosfären och för kustvegetation, man kan nu spåra hur denna mängd späds ut i haven. "Kolisotopvärdena fungerar som ett osynligt färgämne som berättar något om källan varifrån det kom och hur mycket som släpptes från början", säger Dr Kwon, huvudförfattare till studien.

Genom att använda oceaniska observationer av ¹³ C och uppskattningar av havsströmmarna, Dr Kwon och hennes internationella team kunde beräkna hur mycket kol som skulle behöva komma från landet för att förklara havsdata. Beräkningarna är lite mer komplicerade eftersom kol också kan deponeras i djuphavet som sediment eller utgas till atmosfären. Vidare, förbränning av fossila bränslen förändrar också ¹³ C av atmosfäriskt och så småningom oceaniskt kol.

Efter att ha redogjort för dessa effekter, författarna var överraskande:de hittade mycket högre siffror för överföring av koldioxid från land till hav på 900-1900 miljoner ton per år (se figur). De flesta av icke-flodens koltillförsel på cirka 300-1300 miljoner ton kol per år förekommer mestadels längs kusten i Indiska och Stilla havet. "Detta överensstämmer med tanken att grundvattenutsläpp och kustekosystem, det så kallade blå kolet, spela en grundläggande roll i den globala koldioxidcykeln ”, säger Dr Kwon.

En av de återstående öppna frågorna är vilka oceaniska processer som är ansvariga för att transportera det lösta kolet från kustområdena till det öppna havet, där en del av det gasar tillbaka till atmosfären. "Denna fråga kommer att tas upp i framtiden med en serie nya simuleringar av jordsystemsmodeller som vi just genomförde på vår superdator Aleph, "säger Axel Timmermann, medförfattare till studien och direktör för IBS Center for Climate Physics.