Grande differenza nelle emissioni di carbonio

Scientific Reports volume 5, numero articolo: 14248 (2015) Citare questo articolo

2404 accessi

29 citazioni

18 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

I laghi svolgono un ruolo importante nel ciclo globale del carbonio (C), seppellendo il carbonio nei sedimenti ed emettendo CO2 e CH4 nell’atmosfera. I punti di forza e il controllo di questi percorsi fondamentalmente diversi sono quindi di interesse quando si valuta il bilancio continentale del C e la sua risposta ai cambiamenti ambientali. In questo studio, basato su nuove stime ad alta risoluzione in combinazione con i dati della letteratura, mostriamo che i rapporti annuali emissioni:sepoltura sono generalmente dieci volte più alti nei laghi boreali rispetto a quelli subartici-artici. Questi risultati suggeriscono grandi differenze nel ciclo del C nei laghi tra i biomi, poiché i laghi nelle regioni boreali più calde emettono di più e immagazzinano relativamente meno C rispetto ai laghi nelle regioni artiche più fredde. Tali effetti sono di grande importanza per comprendere i feedback climatici sulla funzione continentale pozzo-sorgente di C alle alte latitudini. Se le previsioni sul riscaldamento globale e sull’espansione verso nord del bioma boreale sono corrette, è probabile che l’aumento delle emissioni di C dai laghi alle alte latitudini contrasterà in parte la presunta crescente capacità di accumulo terrestre di C alle alte latitudini.

Una delle grandi sfide del nostro tempo è comprendere le dinamiche dei gas serra per valutarne gli effetti sul cambiamento climatico1. Comprendere il sistema climatico richiede la conoscenza degli effetti climatici sul ciclo globale del C, compresa l’entità e il controllo di varie fonti e pozzi nei sistemi accoppiati terra – acqua – atmosfera. Le regioni ad alta latitudine sono di particolare interesse in un futuro scenario di riscaldamento climatico, poiché si prevede che l’aumento della temperatura dell’aria superficiale sarà amplificato verso le alte latitudini settentrionali dove gli ecosistemi sensibili potrebbero subire cambiamenti significativi ed esercitare forti effetti di feedback sul sistema climatico2. È ormai chiaro che i sistemi acquatici rivestono una grande importanza nel ciclo del C, essendo considerati grandi fonti atmosferiche di CO2 e CH43,4. A livello globale, le emissioni dei laghi superano le esportazioni laterali di C continentale e rappresentano circa il 20% del sequestro di CO2 degli oceani3,4,5. Allo stesso tempo, è stato riconosciuto che le acque interne seppelliscono quantità significative di C nei sedimenti dove si accumula su scale temporali geologiche6,7,8. Il seppellimento di C organico nei sedimenti delle acque interne è tre volte superiore rispetto al seppellimento nei sedimenti oceanici, rendendo i sedimenti delle acque interne paragonabili agli stock di C delle torbiere, dei suoli e della biomassa settentrionali messi insieme e costituisce il secondo o il terzo più grande bacino di C negli ambienti settentrionali6, 7,8. Alle alte latitudini, i laghi coprono una parte sostanziale del territorio5,9,10. Ad esempio, le latitudini di 60°–69° N contengono il 24% della superficie lacustre globale9, rendendo i laghi settentrionali componenti importanti del ciclo globale del C10.

Nonostante la loro importanza nel ciclo globale del C, la conoscenza delle emissioni di C dei laghi settentrionali rispetto ai tassi di seppellimento è scarsa. Sebbene sia noto che i laghi boreali sono generalmente più saturi di CO2 rispetto ai laghi subartico-artici11, pochissimi studi sul campo hanno quantificato contemporaneamente il seppellimento e lo scambio atmosferico nei laghi settentrionali per il confronto incrociato tra biomi. In particolare, la comprensione del bilancio delle emissioni – seppellimento all'interno dei laghi subartici – artici rappresenta un punto debole in letteratura (vedi Informazioni supplementari) che impedisce confronti tra zone climatiche incrociate con, ad esempio, i laghi boreali12. In questo studio, combiniamo nuove misurazioni dettagliate delle emissioni annuali di C e del seppellimento annuale di C in sei laghi subartico-artici nella Svezia settentrionale con i dati della letteratura per confrontare questi flussi tra i biomi.

Le emissioni annuali totali di C (CO2 + CH4) dai laghi subartici studiati variavano tra 5 e 54 g C m−2 yr−1. Nel complesso, le emissioni di C erano dominate dalla CO2 che rappresentava oltre il 90% delle emissioni annuali totali di C in tutti i laghi tranne uno, dove le emissioni di CO2 erano basse e il CH4 rappresentava il 40% delle emissioni annuali di C. La CO2 e il CH4 disciolti accumulati durante l’inverno sotto il ghiaccio e rilasciati durante la rottura del ghiaccio costituivano tra il 7 e l’80% delle emissioni annuali. Il seppellimento di C variava tra 5 e 25 g C m−2 yr-1. Non siamo stati in grado di rilevare alcuna perdita di massa significativa in nessuno dei campioni di sedimenti dopo l’acidificazione, indicando un accumulo trascurabile di C inorganico nei sedimenti dei nostri laghi campionati.