Στη φυσική τους κατάσταση, οι τυρφώνες κατατάσσονται μεταξύ των σημαντικότερων δεξαμενών άνθρακα του πλανήτη. Το έδαφος είναι κορεσμένο με νερό και περιέχει πολύ λίγο οξυγόνο, γεγονός που επιβραδύνει την αποσύνθεση των νεκρών φυτών. Αντί να αποσυντίθεται πλήρως, το φυτικό υλικό συσσωρεύεται στρώμα επί στρώματος κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών, σχηματίζοντας βαθιές αποθέσεις τύρφης που δεσμεύουν άνθρακα μακροπρόθεσμα.
H ισορροπία μπορεί να αλλάξει
Αυτή η ισορροπία αλλάζει όταν οι τυρφώνες αποστραγγίζονται για γεωργία. Η μείωση της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα επιτρέπει στο οξυγόνο να εισέλθει στο έδαφος, επιταχύνοντας τη μικροβιακή δραστηριότητα. Καθώς τα μικρόβια αποσυνθέτουν την προηγουμένως διατηρημένη φυτική ύλη, ο άνθρακας που έχει αποθηκευτεί για αιώνες απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως διοξείδιο του άνθρακα (CO2).
Μεγάλες περιοχές τυρφώνων σε όλη την Ευρώπη και την περιοχή των Σκανδιναβικών χωρών έχουν αποστραγγιστεί από τον 17ο αιώνα. Οι επιστήμονες έχουν εξετάσει προσεκτικά πώς η αποστράγγιση και η μετατόπιση των επιπέδων νερού επηρεάζουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε πολλές από αυτές τις περιοχές.
Οι βόρειοι τυρφώνες
Πολύ λιγότερα είναι γνωστά για τις βορειότερες τυρφώνες που χρησιμοποιούνται για γεωργία. Αυτές οι περιοχές αντιμετωπίζουν χαμηλές θερμοκρασίες, σύντομες καλλιεργητικές περιόδους και εκτεταμένο φως ημέρας κατά τους καλοκαιρινούς μήνες.
«Από μελέτες σε θερμότερες περιοχές, γνωρίζουμε ότι η αύξηση της στάθμης των υπόγειων υδάτων σε αποστραγγιζόμενες και καλλιεργημένες τυρφώνες συχνά μειώνει τις εκπομπές CO2, επειδή η τύρφη αποσυντίθεται πιο αργά», εξηγεί ο ερευνητής του NIBIO, Junbin Zhao.
«Ταυτόχρονα, οι πιο υγρές και χαμηλές σε οξυγόνο συνθήκες μπορούν να αυξήσουν το μεθάνιο, καθώς τα μικρόβια που παράγουν μεθάνιο ευδοκιμούν όταν δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου οξυγόνο στο έδαφος».
Το υποξείδιο του αζώτου μπορεί επίσης να αυξηθεί υπό ορισμένες συνθήκες υγρασίας. Όταν το έδαφος είναι υγρό αλλά όχι εντελώς υπερφορτωμένο, η διάσπαση του αζώτου μπορεί να σταματήσει στη μέση, παράγοντας υποξείδιο του αζώτου αντί για αβλαβές αέριο άζωτο.
«Επειδή κάθε αέριο του θερμοκηπίου αντιδρά διαφορετικά στις αλλαγές στη στάθμη του νερού, ένα αέριο μπορεί να μειωθεί ενώ ένα άλλο να αυξηθεί. Γι' αυτό είναι σημαντικό να εξετάσουμε το συνολικό ισοζύγιο αερίων», λέει ο Zhao.
Διετής Μελέτη Αρκτικού Πεδίου στη Βόρεια Νορβηγία
Για να απαντήσουν σε αυτά τα ερωτήματα, ο Zhao και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν μια διετή μελέτη πεδίου το 2022 και το 2023 στον ερευνητικό σταθμό Svanhovd της NIBIO στην κοιλάδα Pasvik της Βόρειας Νορβηγίας. Αυτοματοποιημένοι θάλαμοι παρακολούθησαν τις εκπομπές CO2, μεθανίου και υποξειδίου του αζώτου πολλές φορές την ημέρα καθ' όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου.
«Το πείραμα περιελάμβανε πέντε αγροτεμάχια που μαζί αντανακλούσαν τυπικές συνθήκες διαχείρισης που συναντώνται σε ένα αποστραγγισμένο γεωργικό χωράφι -- με διαφορετικά επίπεδα υπόγειων υδάτων, διαφορετικές ποσότητες λιπάσματος και διαφορετικό αριθμό συγκομιδών ανά εποχή», εξηγεί ο Zhao.
Τα υψηλότερα επίπεδα υπόγειων υδάτων μειώνουν τις εκπομπές CO2
Όταν ο τυρφώνας Pasvik αποστραγγίστηκε έντονα, απελευθέρωσε μεγάλες ποσότητες CO2, συγκρίσιμες με τους καλλιεργημένους τυρφώνες νοτιότερα. Αλλά όταν οι ερευνητές ανέβασαν τα υπόγεια ύδατα σε 25 έως 50 εκατοστά κάτω από την επιφάνεια, οι εκπομπές μειώθηκαν απότομα.
«Σε αυτά τα υψηλότερα επίπεδα νερού, οι εκπομπές μεθανίου και υποξειδίου του αζώτου ήταν επίσης χαμηλές, δίνοντας μια πολύ καλύτερη συνολική ισορροπία αερίων. Υπό αυτές τις συνθήκες, το πεδίο απορρόφησε ακόμη και ελαφρώς περισσότερο CO2 από ό,τι απελευθέρωσε», λέει ο Zhao.
Αυτό υποδηλώνει ότι η διατήρηση υψηλότερων επιπέδων υπόγειων υδάτων στις αρκτικές γεωργικές εκτάσεις θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μια αποτελεσματική στρατηγική για το κλίμα.
«Τα ευρήματά μας είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα επειδή οι εκπομπές μετρήθηκαν συνεχώς όλο το εικοσιτετράωρο. Αυτό σήμαινε ότι καταγράψαμε σύντομες αιχμές ασυνήθιστα υψηλών εκπομπών και φυσικές καθημερινές διακυμάνσεις, λεπτομέρειες που συχνά παραβλέπονταν όταν οι μετρήσεις λαμβάνονται μόνο περιστασιακά».
Γιατί τα ψυχρά αρκτικά κλίματα ενισχύουν την επίδραση
Η αύξηση της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα κάνει το έδαφος πιο υγρό και μειώνει το οξυγόνο γύρω από τις ρίζες των φυτών. Τα φυτά γίνονται κάπως λιγότερο ενεργά και απορροφούν λιγότερο CO2 υπό αυτές τις συνθήκες.
Παρόλα αυτά, οι συνολικές εκπομπές CO2 από το πεδίο μειώνονται.
«Αυτό συμβαίνει επειδή οι υγρές συνθήκες σημαίνουν ότι το χωράφι χρειάζεται λιγότερο φως πριν αρχίσει να απορροφά περισσότερο CO2 από ό,τι απελευθερώνει. Όταν αυτό το όριο επιτευχθεί νωρίτερα μέσα στην ημέρα, έχετε περισσότερες ώρες με καθαρή απορρόφηση άνθρακα», εξηγεί ο Zhao.
Η θερμοκρασία αποδείχθηκε ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας. Μόλις οι θερμοκρασίες του εδάφους ανέβηκαν πάνω από περίπου 12°C, η μικροβιακή δραστηριότητα εντάθηκε.
«Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οι μικροοργανισμοί διασπούν την οργανική ύλη πιο γρήγορα και οι εκπομπές CO2 και μεθανίου αυξάνονται», λέει ο Zhao.
«Αυτό σημαίνει ότι η επίδραση των υψηλών επιπέδων νερού είναι μεγαλύτερη και ότι η μελλοντική θέρμανση θα μπορούσε να μειώσει το όφελος. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι τα επίπεδα του νερού πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μαζί με τη θερμοκρασία και τις τοπικές συνθήκες.
Η Λίπανση και η Συγκομιδή Διαμορφώνουν το Ισοζύγιο Άνθρακα
Οι πρακτικές διαχείρισης των γεωργικών εκμεταλλεύσεων έπαιξαν επίσης ρόλο. Η προσθήκη περισσότερου λιπάσματος ενίσχυσε την ανάπτυξη του χόρτου.
«Περισσότερο λίπασμα παρήγαγε περισσότερη βιομάζα, αλλά δεν οδήγησε σε αισθητές αλλαγές στις εκπομπές CO2 ή μεθανίου στο πείραμά μας», λέει ο Zhao.
Οι τοπικές διαφορές έχουν σημασία για την κλιματική λογιστική
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης σημαντική διακύμανση στον ίδιο τομέα. Ορισμένες περιοχές απορρόφησαν CO2, ενώ κοντινά τμήματα απελευθέρωσαν σημαντικές ποσότητες.
«Αυτή η τοπική διακύμανση μπορεί να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό την εθνική κλιματική λογιστική και τον τρόπο σχεδιασμού των μέτρων, επειδή ένας τυπικός συντελεστής εκπομπών μπορεί να μην αντικατοπτρίζει την πραγματικότητα παντού», λέει ο Zhao.
www.worldenergynews.gr
