W ciągu ostatnich dziesięcioleci przeprowadzono liczne badania dotyczące wymiany gazów cieplarnianych pomiędzy atmosferą a biosferą. Z tych gazów dwutlenek węgla (CO2) jest najczęściej badanym, biorąc pod uwagę jego ciągły wzrost temperatury w atmosferze i jego wkład we wzrost globalnej temperatury.
Jedna trzecia emisji CO2 spowodowanej działalnością człowieka jest pochłaniana przez ekosystemy lądowe. Ekosystemy, takie jak lasy, tereny podmokłe i dżungle, odgrywają kluczową rolę w tej absorpcji. Jednak to, co często pozostaje niezauważone, to właśnie to pustynie i tundry One też są w tym procesie ważne, chociaż w inny sposób.
Rola regionów suchych w obiegu węgla
Regiony suche, takie jak pustynie, były tradycyjnie ignorowane ze względu na ich rolę w obiegu węgla. Dzieje się tak dlatego, że w porównaniu do innych ekosystemów jego aktywność biologiczna jest znacznie niższa. Jednak ostatnie badania wykazały, że ekosystemy te odgrywają kluczową rolę w globalnym bilansie węgla, a nie tylko poprzez pochłanianie CO2. Badania prowadzone przez Wyższa Rada Badań Naukowych (CSIC) ujawniły, że Wiatr może powodować emisję CO2 na obszarach suchych, poprzez proces zwany „wentylacją podziemną”.
Zjawisko to ma miejsce, gdy powietrze obciążone CO2 uwięzionym w podłożu zostaje wydalone do atmosfery w wyniku turbulencji atmosferycznych wywołanych wiatrem. Proces ten jest szczególnie intensywny w porze suchej, w miejscach o małej wilgotności gleby. Emisje CO2 tego typu w suchych ekosystemach są powszechnie niedoszacowane, a obecne badania wskazują, że mogą one w znacznym stopniu przyczynić się do wzrostu emisji gazów cieplarnianych.
Miejsce eksperymentalne w Cabo de Gata
Jedno z najważniejszych badań dotyczących wentylacji podziemnej przeprowadzono w półpustynnym lesie espartalowym w parku przyrody Cabo de Gata-Níjar w Almerii. Miejsce to zostało wybrane ze względu na ekstremalnie suche warunki i niską aktywność biologiczną, co czyni go idealnym punktem odniesienia do pomiaru emisji CO2 w klimacie suchym. Przez sześć lat, między 2009 a 2015 rokiem, badacze mierzyli poziom dwutlenku węgla w glebie i atmosferze.
Wyniki wykazały, że w bardziej wietrznych i suchych warunkach z gleby do atmosfery dochodzi do znacznych emisji CO2, zmieniając bilans węgla. Rzeczywiście zaobserwowano, że w pewnych momentach CO2 uwięziony pod ziemią jest uwalniany w dużych ilościach, tworząc dodatkowy strumień emisji.
Wrażliwość węgla zmagazynowanego w suchych glebach
Według ostatnich badań, Węgiel organiczny magazynowany w suchych glebach jest znacznie bardziej wrażliwy, niż wcześniej sądzono. Oczekiwano, że minerały glebowe będą działać jak tarcze ochronne zapobiegające uwalnianiu tego węgla. Jednak badania Instytutu Nauk Rolniczych (ICA) CSIC wykazały, że minerały obecne na tych obszarach nie są tak skuteczne, jak sądzono. W rezultacie zwiększona suchość i temperatury spowodowane zmianami klimatycznymi powodują nieoczekiwane straty węgla w tych ekosystemach.
Te straty węgla mają podwójny wpływ. Z jednej strony uwalniają do atmosfery więcej CO2, co przyczynia się do globalnego ocieplenia. Z drugiej strony utrata ta wpływa również bezpośrednio na różnorodność biologiczną i żyzność gleby na obszarach suchych, ponieważ węgiel organiczny jest niezbędny dla tych ekosystemów.
Wpływ zmian klimatycznych na obszary suche
Zmiana klimatu poważnie wpływa na ekosystemy suche i półsuche. Projekcje wzrost susz i ekspansja stref suchych mogłoby znacząco zwiększyć zjawisko wentylacji podziemnej, dzięki czemu obszary te mogłyby z pochłaniaczy dwutlenku węgla stać się emitentami netto CO2.
Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Naukowo-Technologicznym Króla Abdullaha szacuje, że sytuacja ta może całkowicie zmienić globalny bilans węgla. Jeżeli nie zostaną podjęte działania łagodzące skutki zmiany klimatu, suche ekosystemy mogą przyspieszyć proces globalnego ocieplenia, powodując emisję znacznych ilości dodatkowego CO2 do atmosfery.
Ponadto w tych obszarach, gdzie wilgotność gleby jest mniejsza niż 30%, wiatr i brak roślinności ułatwiają ucieczkę CO2 uwięzionego w podłożu. Sugeruje to, że prognozy klimatyczne na nadchodzące dziesięciolecia mogą pogorszyć sytuację na obszarach suchych, zwiększając globalną emisję CO2.
Z drugiej strony niektóre badania sugerują, że obszary suche mogłyby wychwytywać więcej CO2 niż wcześniej sądzono, gdyby były „zazieleniane”. Rośliny przystosowane do suchych środowisk, wraz z niektórymi mikroorganizmami glebowymi, mogą odegrać kluczową rolę w przywróceniu zdolności absorpcji dwutlenku węgla na tych obszarach.
Podsumowując, chociaż w badaniach obiegu węgla pominięto strefy suche, ostatnie badania podkreślają ich znaczenie i wielką złożoność. Wzrost emisji CO2 wynikający z wentylacji podziemnej oraz wrażliwość składowanego węgla sprawiają, że regiony te stanowią niezbędny element zainteresowania w kontekście zmian klimatycznych.