Как реки регулируют глобальный углеродный цикл

В то время как речная транспортировка углерода к океану не находится в масштабе, который возьмет на поруки людей из нашей проблемы CO2, мы на самом деле не знаем, сколько углерода реки в мире обычно вспыхивают в океан – важная часть глобального углеродного цикла.Но в исследовании, опубликованном 14 мая в журнале Nature, ученые из Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) вычислили первую прямую оценку того, насколько и в том, какая форма органический углерод экспортируется в океан реками.

Оценка поможет средствам моделирования предсказать, как углеродный экспорт от глобальных рек может перейти как изменения климата Земли.«Акт рек в мире как сердечно-сосудистая система Земли, смывая углерод от земли до океана и помощи уменьшает сумму, которая возвращается к атмосфере в форме удерживающего тепло углекислого газа», сказали ведущий автор и geochemist Valier Galy. «Часть того углерода – ‘новый’ углерод – от анализируемого завода и материала почвы, который вымыт в реку и затем к морю. Но часть его прибывает из углерода, который долго хранился в окружающей среде в форме скал – ‘старом’ углероде – которые были разрушены погодой и силой реки».Ученые, среди которых были Бернхард Пойкер-Эренбринк и Тимоти Эглинтон (теперь в Швейцарской высшей технической школе Цюриха), накопленные данные по отложениям, вытекающим из 43 речных систем во всем мире, которые кумулятивно составляют 20 процентов всех отложений, освобожденных от обязательств реками.

Представительные реки также охватили широкий диапазон климатов, растительности, геологических условий и уровней волнения людьми.От этих речных измерений потока осадка исследовательская группа вычислила количества частиц содержащего углерод завода и горных развалин, которые экспортировала каждая река. Они оценили, что реки в мире ежегодно транспортируют 200 мегатонн (200 миллионов тонн) углерода к океану.

Общее количество равняется приблизительно.02 процентам общей массы углерода в атмосфере. Это может не походить на много, но более чем 1 000 – 10 000 лет, это продолжает составлять в целом существенное количество углерода (20 и 200 процентов) извлеченный из атмосферы.Обычно заводы преобразовывают CO2 из атмосферы в органический углерод через фотосинтез.

Но большая часть этого углерода в конечном счете возвращается к атмосфере, когда растительный материал (или животные, которые едят заводы) разлагается. Небольшая часть этого материала, однако, оказывается в реках. Они выполняют его к морю, где некоторые обосновываются к морскому дну и похоронены и разъединены от атмосферы в течение миллионов лет и в конечном счете делают ее путь назад к поверхности в форме скал.

В то же время реки также разрушают содержащие углерод скалы в частицы, которые несут вниз по течению. Процесс подвергает углерод воздействию воздуха, окисляя ранее запертый углерод в углекислый газ, который может просочиться назад к атмосфере. До сих пор у ученых не было способа различать, сколько из углерода, взбитого далеко реками, прибывает или из биосферического или из petrogenic (скала) источники. Без этой информации была ограничена способность ученых смоделировать или количественно предсказать секвестрацию углерода согласно различным сценариям.

Чтобы решить эту дилемму, ученые нашли новый способ отличить впервые источники того углерода – или от разрушенных скал или от анализируемого завода и материала почвы. Они проанализировали количества углерода 14, радиоактивный изотоп, в речных частицах. Углерод 14 распадов далеко в течение приблизительно 60 000 лет, таким образом, это присутствует только в материале, который прибыл от живых существ, и не скал.

Вычитая часть частиц, которые не содержали углерода 14, ученые вычислили процент, который был получен из земной биосферы: приблизительно 80 процентов.Но даже при том, что биосферический углерод – основной источник углерода, экспортируемого реками, ученые также обнаружили, что реки, окруженные большими количествами растительности, не обязательно транспортировали больше углерода в океан. Вместо этого экспортом, «прежде всего, управляла возможность рек мобилизовать и транспортировать» частицы.

Эрозия – ключевой фактор – чем больше эрозии происходит вдоль реки, тем больше углерода это переходит к морю и изолирует от воздуха.«Атмосфера – маленькое водохранилище углерода по сравнению со скалами, почв, биосферы и океана», написали ученые по своей природе. «По сути, Его размер чувствителен к маленькой неустойчивости в обмене с и между этими большими водохранилищами».Новое исследование дает ученым более устойчивую ручку при измерении важного, и прежде неуловимый, роль глобальных рек в планетарном углеродном цикле и увеличивает их способность предсказать, как прибрежный углеродный экспорт может перейти как изменения климата Земли.

«Это исследование предоставит геохимическим средствам моделирования новое понимание на важной связи между глобальным углеродом и водными циклами», говорит Дон Райс, директор программы в Подразделении Национальным научным фондом Океанских Наук, крупный инвестор исследования.


Блог обо всем