Водно-болотные угодья, такие как торфяники, содержат большое количество гуминовых почв, богатых органическими соединениями, которые образуются при разложении биологических организмов, таких как растения. Когда уровень воды высок, эти почвы остаются влажными и поэтому испытывают нехватку кислорода, в результате чего органические соединения принимают электроны от дышащих бактерий — это похоже на зарядку гигантской батареи.
Это предотвращает использование этих электронов метанобразующими бактериями и, таким образом, предотвращает выброс метана этими бактериями в атмосферу.Теперь исследователи обнаружили, что эта гигантская электрическая реакция может также идти в обратном направлении, как зарядка и разрядка гигантской батареи. Поскольку уровень воды падает из-за периодических изменений погоды, гуминовые почвы будут стремиться отдавать электроны кислороду, образуя безвредную воду. Однако существует опасность, что изменение климата может привести к повышению уровня воды, в результате чего эти почвы останутся под водой в течение более длительного периода, и, таким образом, процесс разгрузки прекратится, что приведет к большему образованию метана.
Еще хуже то, что повышение глобальной температуры может вызвать таяние вечной мерзлоты, что приведет к тому, что почвы будут заряжаться электронами в результате микробной активности, но не разряжаться. Это может высвободить огромное количество метана из водно-болотных угодий. Это, в свою очередь, вызывает больший парниковый эффект и т. Д. В потенциально порочном круге.
Один из двух ведущих исследователей, Андреас Капплер (Тюбинген), который также является секретарем Европейской ассоциации геохимии, сказал: «С научной точки зрения наше исследование является шагом вперед в понимании геохимии того, как гуминовый материал в водно-болотных угодьях мира накапливают электроны и предотвращают выброс огромного количества метана. Это также показывает, что обратимые электрохимические процессы могут иметь большое влияние на окружающую среду. Существуют неопределенности относительно точной степени, но мы оцениваем где-то между могут быть выделены дополнительные 10% до дополнительных 166% метана.
Это также показывает, что это хрупкие экосистемы и что небольшие изменения в их геохимических условиях могут иметь драматические последствия для окружающей среды ».Водно-болотные угодья мира покрывают около 5% свободной ото льда поверхности суши на планете, что означает, что они примерно равны по размеру Австралии: но они оказывают непропорционально большое влияние на метаболизм метана на планете, составляя от 15 до 40% глобального метана. поток в атмосферу.
Водно-болотные угодья включают такие области, как марши, болота, трясины и топи, и на самом деле крупнейшими водно-болотными угодьями в мире являются болотные леса Амазонки и торфяники Сибири.Комментируя потенциальное влияние климата, профессор Ральф Конрад (Марбург, Германия) сказал: «Исследование показывает, что гуминовые вещества могут действовать как перезаряжаемые окислители в затопленных средах так же, как это известно для неорганического азота, серы, железа и марганца. Гуминовые вещества повсеместно присутствуют в земной биосфере и образуют огромный резервуар углерода.
Теперь было показано, что гуминовые вещества также контролируют поток электронов, опосредованный микробами, в экосистемах водно-болотных угодий. Эта роль до сих пор не рассматривалась в моделях глобального круговорота углерода и изменение климата, но имеет потенциально большое влияние ».