Jordar i norra sötvattensvåtmarker, kallade torvmarker, är kalla, vattenmättade och sura. Dessa förhållanden bromsar mikrobers nedbrytning av organiskt material till växthusgaser. Denna process lagrar kol i jorden. Forskare använder experimentet Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments (SPRUCE) för att värma upp luft och jord i en myr i norra Minnesota för att simulera effekterna av klimatförändringar på kolets kretslopp.

I en ny studie har forskare testat om olika komponenter av det organiska materialet i marken skulle brytas ned i olika takt som svar på klimatförändringar. Förvånande nog visade experimenten att alla organiska jordkomponenter kan brytas ned snabbare under varmare förhållanden.

Verket publiceras i tidskriften Nature Communications .

Torvmarker lagrar en tredjedel av jordens globala kol. Även om dessa ekosystem har bindit kol i årtusenden, hotar klimatförändringarna att destabilisera "kolbanken" i torvmarksjordar. Dessa resultat visar att de stora, djupa kolförråden i torvmarker är känsliga för mikrobiell nedbrytning som driver växthusproduktionen som svar på uppvärmningen. Experimenten visar också att förhöjd koldioxid i kombination med uppvärmning kan resultera i större mängder nedbrytbara ämnen som produceras av växter som i sin tur stödjer mikrober som producerar växthusgaser. Detta kan förvärra klimatförändringarna.

Tidigare föreslog forskare att komplexa komponenter av växthärlett jordorganiskt material (SOM), såsom ligniner, kan brytas ned snabbare än enklare SOM-komponenter med klimatförändringar. Den aktuella studien förkastade dock hypotesen att komplexa SOM-molekyler är mer känsliga för temperaturförändringar än mindre kemiskt komplexa kolkomponenter i marken.

Istället fann forskarna att alla molekylära föreningar som består av SOM, oavsett källa och komplexitet, är känsliga för förändringar i klimatdrivande faktorer. Vidare observerade de ökningar av rothärledda kolföreningar under förhöjda koldioxidförhållanden, vilket tyder på att uppvärmning och högre koldioxidnivåer kan förskjuta torvmarkens kolbudget mot pooler med snabbare omsättning.

Tillsammans indikerar dessa resultat att klimatförändringar kan öka tillförseln av mer reaktiva kolföreningar från växter och förbättra nedbrytningen av SOM, en process som kallas "priming", som potentiellt kan destabilisera kollagring i torvmarker.

Mer information: Nicholas O. E. Ofiti et al, Klimatuppvärmning och förhöjd CO2 förändrar torvmarkens kolkällor och stabilitet, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43410-z

Journalinformation: Nature Communications

Tillhandahålls av US Department of Energy