Rose Cory berdiri di aliran air melelup di Kutub Utara untuk mengumpul sampel dan menganalisis kimia air sungai. Bahan organik tanah memberikan aliran warna coklat keemasannya. Di dalam air, matahari dapat mencapai karbon dari tanah, melemahkannya dan membolehkan mikroba memecahkannya dan melepaskannya ke atmosfera sebagai karbon dioksida. (Kredit: Rose Cory / U Michigan)

Mikrob dalam permafrost yang memakan karbon yang lemah dan menukarnya menjadi karbon dioksida mungkin menyediakan laluan utama untuk gas rumah hijau untuk memasuki atmosfera, penyelidikan baru mencadangkan.

Para penyelidik telah mengetahui bahawa sinar matahari bersinar di tanah beku secara kekal, atau permafrost, di Arctic memecah karbon di permafrost dan melepaskan gas rumah hijau ke atmosfer, tetapi mereka tidak tahu bagaimana proses itu berlaku.

Sebelum ini, Collin Ward, seorang pelajar kedoktoran yang baru-baru ini di University of Michigan dan pengarang pertama kajian itu, menunjukkan komuniti mikroba dalam permafrost mendalam dengan pantas dapat menyesuaikan diri dengan menggunakan karbon yang lemah matahari. Tanah permafrost, biasanya dikebumikan di bawah tanah, boleh didedahkan kepada cahaya matahari setelah dicairkan dan dibuang ke aliran di mana pendedahan cahaya matahari melemahkan karbon di dalam permafrost itu, mengubahnya menjadi karbon yang dikonsumsi oleh komuniti mikroba.

Kajian baru menunjukkan bahawa cahaya matahari menjadikan tanah permafrost sebagai pesta untuk mikrob kerana ia memberi mereka jenis karbon yang sama yang mereka suka makan-karbon mereka disesuaikan dengan metabolisme.

Seperti lebih banyak permafrost thaws-Arctic memanas pada kadar dua kali lebih cepat daripada seluruh dunia-ia mempunyai keupayaan untuk melepaskan jumlah karbon yang luar biasa sebagai karbon dioksida ke atmosfera. Jika semua karbon yang dipegang di permafrost ditukar menjadi karbon dioksida, ia akan lebih daripada dua kali ganda jumlah karbon di atmosfera. Model yang sangat sedikit yang meramalkan senario cuaca untuk masa depan termasuk pelepasan karbon dari permafrost, kata Rose Cory, profesor bumi dan sains alam sekitar.

"Ia adalah perbezaan antara makan di bufet dengan satu ton pilihan dan beberapa pilihan tidak sangat baik berbanding di bufet di mana setiap hidangan adalah kegemaran anda," katanya. "Cahaya matahari menyala karbon tanah permafrost menjadi kegemaran mikroba ', yang membantu mereka menukar lebih banyak karbon ini menjadi karbon dioksida."

Satu aliran meltwater berjalan melalui salji di Artik. Bahan organik tanah memberikan aliran warna coklat keemasannya. (Kredit: Jason Dobkowski / U Michigan)

Permafrost di Artik tidak boleh diuraikan oleh mikrob sehingga ia menghangatkan dan mencairkan. Apabila ia berlaku, komuniti mikrob asli mula mengurai karbon tanah ini, perlahan-lahan memakannya dan, dalam prosesnya, mengubahnya menjadi karbon dioksida.

Tidak semua dekomposisi karbon tanah berlaku di dalam tanah walaupun. Salji dan hujan semasa musim panas menyerap karbon tanah menjadi sungai dan tasik yang diterangi cahaya matahari, di mana matahari melemahkan karbon tanah. Penyelidikan sebelum ini menunjukkan bahawa mikrob lebih banyak mampu menukar karbon matahari menjadi karbon dioksida, tetapi mereka tidak tahu mengapa.

Untuk menentukan bagaimana sinar matahari dapat membantu pengeluaran karbon dioksida, Cory dan pasukannya membahagikan sampel tanah kepada spektrometri massa ultra-tinggi resolusi sebelum dan selepas terdedah kepada cahaya matahari, dan sebelum dan selepas memberi makan bahan organik kepada komuniti bakteria asli. Mereka melihat bahawa komuniti bakteria telah menyebabkan lebih banyak karbon dioksida melepaskan sampel tanah permafrost yang telah terdedah kepada cahaya matahari.

Mereka menyemak keputusan mereka terhadap kaedah lain: memeriksa komposisi komuniti mikrob dan ekspresi gen oleh mikrob. Para penyelidik melihat bahawa selepas pendedahan cahaya matahari, mikrob memulihkan jentera metabolik mereka untuk memakan karbon yang lemah matahari.

Memikirkan bagaimana sinar matahari menyumbang kepada pelepasan karbon dioksida dari Bumi ke atmosfera memberikan para penyelidik satu lagi maklumat mengenai cara menentukan kadar dan jumlah karbon dioksida yang dikeluarkan oleh permafrost.

"Ini boleh dikatakan kaedah maklum balas terbesar untuk menyebabkan lebih banyak pemanasan di Bumi," kata Cory. "Kami berada dalam perlumbaan untuk mengetahui sejauh mana permafrost ini akan ditukar menjadi karbon dioksida."

{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}

Para penyelidik melaporkan kerja mereka dalam jurnal Alam Komunikasi.

sumber: Universiti Michigan

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon