Νέα μελέτη δείχνει ότι μόλις το 10% του οργανικού άνθρακα μετατρέπεται σε αέρια του θερμοκηπίου, ενώ το υπόλοιπο αποθηκεύεται στα θαλάσσια ιζήματα, περιορίζοντας τις επιπτώσεις στο κλίμα
Η απόψυξη του μόνιμα παγωμένου εδάφους (permafrost) της Αρκτικής απελευθερώνει αρχαίο οργανικό άνθρακα στον ωκεανό, προκαλώντας ανησυχίες ότι οι μικροοργανισμοί θα μπορούσαν να τον μετατρέψουν σε αέρια του θερμοκηπίου και να επιταχύνουν την κλιματική αλλαγή.
Ωστόσο, πυρήνες ιζημάτων που συλλέχθηκαν κοντά στο νησί Herschel του Καναδά αποκαλύπτουν μια πιο καθησυχαστική εικόνα: το μεγαλύτερο μέρος αυτού του άνθρακα από τη στεριά θάβεται στον θαλάσσιο πυθμένα, ενώ μόνο περίπου το 10% μετατρέπεται σε αέρια.
Το παγωμένο έδαφος της Αρκτικής περιέχει τεράστια αποθέματα οργανικού άνθρακα
Καθώς το μόνιμα παγωμένο έδαφος αποψύχεται και οι ακτογραμμές διαβρώνονται, μέρος αυτού του άνθρακα μεταφέρεται στον ωκεανό. Εκεί, οι μικροοργανισμοί μπορούν να τον διασπάσουν και να απελευθερώσουν αέρια του θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες διέθεταν περιορισμένα στοιχεία για το πόσος από αυτόν τον άνθρακα επιστρέφει στην ατμόσφαιρα και πόσος παραμένει παγιδευμένος στον ωκεανό.
Ερευνητές από το Alfred Wegener Institute και το MARUM – Centre for Marine Environmental Sciences του Πανεπιστημίου της Βρέμης μελέτησαν πλέον αυτή τη διαδικασία κατά μήκος των ακτών με μόνιμα παγωμένο έδαφος στο Qikiqtaruk (Νήσος Herschel) του Καναδά.
Μελετώντας πυρήνες ιζημάτων, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι μεγάλες ποσότητες άνθρακα που προέρχονται από τη στεριά διατηρούνται στον θαλάσσιο πυθμένα.
Παράλληλα, ανακάλυψε ότι οι θαλάσσιοι μικροοργανισμοί λειτουργούν σαν επιλεκτικοί καταναλωτές, προτιμώντας τον «φρέσκο» άνθρακα που προέρχεται από τον ωκεανό αντί του παλαιότερου άνθρακα που απελευθερώνεται από το μόνιμα παγωμένο έδαφος.
Τεράστια αποθέματα άνθρακα αρχίζουν να αποψύχονται
Τα οικοσυστήματα του μόνιμα παγωμένου εδάφους στην ξηρά της Αρκτικής περιέχουν περίπου 1.300 γιγατόνους οργανικού άνθρακα, μεγάλο μέρος του οποίου προέρχεται από φυτικά υπολείμματα.
Άλλοι 400 γιγατόνοι είναι αποθηκευμένοι σε θαλάσσια ιζήματα και δελταϊκές αποθέσεις ποταμών.
Καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται, η Αρκτική θερμαίνεται ταχύτερα από οποιαδήποτε άλλη περιοχή. Η ταχεία αυτή αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί την απόψυξη του παγωμένου εδάφους και τη διάβρωση των ακτογραμμών.
Έτσι, άνθρακας που μέχρι πρότινος παρέμενε εγκλωβισμένος στο έδαφος καταλήγει στον Αρκτικό Ωκεανό μέσω των ποταμών και της παράκτιας διάβρωσης.
«Κατά συνέπεια, έως και 0,02 γιγατόνοι άνθρακα εισέρχονται κάθε χρόνο στη θάλασσα και, σύμφωνα με τις προβλέψεις, αυτή η ροή θα μπορούσε να αυξηθεί κατά 70% έως 150% μέχρι το 2100», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Dr. Manuel Ruben, από το Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI).
«Ωστόσο, το πόσο από αυτόν τον άνθρακα επιστρέφει στην ατμόσφαιρα ως αέριο του θερμοκηπίου και πόσο αποθηκεύεται στον θαλάσσιο πυθμένα παρέμενε μέχρι σήμερα σε μεγάλο βαθμό άγνωστο».
Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς οι επιστήμονες πρέπει να γνωρίζουν πού καταλήγει τελικά ο άνθρακας, ώστε να εκτιμήσουν τις επιπτώσεις της απόψυξης του μόνιμα παγωμένου εδάφους στο κλίμα.
Οι πυρήνες ιζημάτων αποκαλύπτουν την πορεία του άνθρακα
Για να το διερευνήσουν, οι ερευνητές συνέλεξαν πυρήνες ιζημάτων από διάφορες τοποθεσίες ανοικτά των ακτών της Νήσου Herschel. Οι πυρήνες αυτοί περιέχουν διαδοχικά στρώματα υλικού που αποτέθηκαν κατά τη διάρκεια περίπου 50 ετών.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μόνο ένα σχετικά μικρό ποσοστό του άνθρακα που μεταφέρεται στον ωκεανό εντάσσεται τελικά στον ενεργό κύκλο του άνθρακα.
«Παρότι η θάλασσα παρασύρει τεράστιες ποσότητες οργανικού άνθρακα από τις ακτές, προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι πολύ μικρό μέρος του εισέρχεται στον ενεργό κύκλο του άνθρακα στον ωκεανό», δήλωσε ο Manuel Ruben.
«Οι μικροοργανισμοί μετατρέπουν περίπου το 10% του οργανικού άνθρακα των ιζημάτων σε αέρια, τα οποία ανέρχονται στη στήλη του νερού και μπορούν στη συνέχεια να περάσουν στην ατμόσφαιρα».
Το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου άνθρακα παραμένει θαμμένο στον θαλάσσιο πυθμένα.
Τα χημικά «ίχνη» αποκαλύπτουν τη δράση των μικροοργανισμών
Οι επιστήμονες ανέλυσαν τη σύσταση των πυρήνων ιζημάτων και υπολόγισαν τον ρυθμό με τον οποίο το υλικό από το μόνιμα παγωμένο έδαφος συσσωρεύεται στον πυθμένα του ωκεανού.
Παράλληλα, μελέτησαν τον διαλυμένο ανόργανο άνθρακα που βρίσκεται στους μικροσκοπικούς πόρους μεταξύ των σωματιδίων των ιζημάτων, το λεγόμενο πορώδες νερό (pore water).
Οι μετρήσεις αυτές αποκαλύπτουν πόσο διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) έχουν απελευθερώσει οι μικροοργανισμοί αφού κατανάλωσαν οργανική ύλη.
Η ισοτοπική σύσταση του πορώδους νερού επέτρεψε στους ερευνητές να προσδιορίσουν την προέλευση αυτής της οργανικής ύλης.
«Τα ισότοπα του άνθρακα λειτουργούν ως ατομικοί δείκτες που μας επιτρέπουν να εντοπίσουμε την πηγή τροφής των μικροοργανισμών», δήλωσε η καθηγήτρια Gesine Mollenhauer, γεωχημικός στο AWI και συν-εκπρόσωπος του ερευνητικού συμπλέγματος αριστείας «The Ocean Floor – Earth's Unexplored Interface».
«Το ισότοπο ¹³C, για παράδειγμα, μας δείχνει εάν κατανάλωσαν άνθρακα από τη στεριά ή από τη θάλασσα. Μέσω του ισοτόπου ¹⁴C μπορέσαμε να διαπιστώσουμε εάν οι μονοκύτταροι οργανισμοί προτιμούσαν τον παλαιό οργανικό άνθρακα του μόνιμα παγωμένου εδάφους ή τον φρέσκο οργανικό άνθρακα που προέρχεται από υπολείμματα φυκών».
«Εκλεκτικοί» μικροοργανισμοί προτιμούν τον φρέσκο άνθρακα
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι οργανισμοί που ζουν στα ιζήματα δεν ενδιαφέρονται εξίσου για κάθε μορφή άνθρακα.
«Στα ιζήματα ζουν "εκλεκτικοί" μικροοργανισμοί που, όπως φαίνεται, προτιμούν τον φρέσκο άνθρακα που προέρχεται, για παράδειγμα, από πρόσφατα υπολείμματα φυκών, αντί για τον "παλαιό" άνθρακα των αποθέσεων του μόνιμα παγωμένου εδάφους», εξήγησε η Gesine Mollenhauer.
Επειδή οι μικροοργανισμοί προτιμούν το φρέσκο θαλάσσιο οργανικό υλικό, ο παλαιότερος άνθρακας που απελευθερώνεται από την απόψυξη του μόνιμα παγωμένου εδάφους ενδέχεται να συμβάλλει λιγότερο στην αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα απ' ό,τι φοβούνταν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες.
Ωστόσο, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η συνολική εικόνα δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί πλήρως.
«Χρειάζεται περαιτέρω έρευνα, καθώς μέρος του οργανικού άνθρακα από το μόνιμα παγωμένο έδαφος ενδέχεται να έχει ήδη διασπαστεί πριν ακόμη φτάσει στον θαλάσσιο πυθμένα».
Ο άνθρακας των ακτών μπορεί να αλλάξει τα οικοσυστήματα της Αρκτικής
Η μεταφορά άνθρακα από τη στεριά στη θάλασσα ενδέχεται να επηρεάσει όχι μόνο τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου αλλά και τη χημεία και τη βιολογία των παράκτιων υδάτων, από τα οποία εξαρτώνται οι τοπικές πηγές τροφής.
Τα ιζήματα που απελευθερώνονται από τη διάβρωση των ακτών μειώνουν την ποσότητα ηλιακού φωτός που εισέρχεται στο νερό. Τα πρόσφατα διαβρωμένα υλικά καθιστούν τα παράκτια ύδατα πιο θολά, ενώ ο διαλυμένος οργανικός άνθρακας σκουραίνει ακόμη περισσότερο το νερό.
Η μείωση του φωτός μπορεί να επηρεάσει μονοκύτταρους οργανισμούς όπως τα φύκη, τα οποία χρειάζονται το ηλιακό φως για να παράγουν βιομάζα και οξυγόνο. Αυτή η πρωτογενής παραγωγή αποτελεί τη βάση ενός ευρύτερου τροφικού πλέγματος που περιλαμβάνει ψάρια, καρκινοειδή και φώκιες.
Οι ερευνητές σκοπεύουν να μελετήσουν περαιτέρω αυτές τις αλληλεπιδράσεις κατά τη διάρκεια της διεθνούς ερευνητικής αποστολής Arctic Pulse, που έχει προγραμματιστεί για το 2027.
Οι επιστήμονες θα πραγματοποιήσουν συντονισμένες παρατηρήσεις από το ερευνητικό παγοθραυστικό Polarstern, με ερευνητικά αεροσκάφη του AWI και σε σταθμούς στην ξηρά, με στόχο να κατανοήσουν πώς οι ταχείες περιβαλλοντικές αλλαγές μετασχηματίζουν τα οικοσυστήματα της Αρκτικής.
Βελτίωση των κλιματικών μοντέλων για την Αρκτική
«Η μελέτη μας δείχνει με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ πόσος άνθρακας αποθηκεύεται με ασφάλεια στον θαλάσσιο πυθμένα και πόσο από το υλικό που αποσυντίθεται προέρχεται πραγματικά από το παλαιό μόνιμα παγωμένο έδαφος», δήλωσε ο Manuel Ruben.
«Τα ευρήματα αυτά αποτελούν μια σημαντική βάση για τα κλιματικά μοντέλα που προβλέπουν τις συνέπειες της απόψυξης του μόνιμα παγωμένου εδάφους στο παγκόσμιο κλίμα».
(Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Geoscience: Manuel Ruben, Bingbing Wei, Anabel von Jackowski, Jens Hefter, Torben Gentz, Florence Schubotz, Heidi Taubner, Bo Liu, Michael Fritz, Anna Irrgang, Walter Geibert, Maarten Boersma, Gabriel A. Juma, Silla Thomsen, Gesine Mollenhauer. Limited remineralization of Arctic permafrost-derived organic carbon in nearshore marine sediments. Nature Geoscience, 2026; DOI: 10.1038/s41561-026-02060-8)
www.worldenergynews.gr
