băng vĩnh cửu 10 8Rose Cory đứng trong một dòng nước tan chảy ở Bắc Cực để thu thập mẫu và phân tích hóa học của nước suối. Chất hữu cơ đất tạo cho dòng suối màu nâu vàng. Trong nước, mặt trời có thể tiếp cận carbon từ đất, làm suy yếu nó và cho phép các vi khuẩn phá vỡ nó và giải phóng nó vào khí quyển dưới dạng carbon dioxide. (Tín dụng: Rose Cory / U. Michigan)

Các vi khuẩn trong băng vĩnh cửu ăn carbon bị suy yếu do ánh nắng mặt trời và chuyển đổi nó thành carbon dioxide có thể sẽ cung cấp một con đường chính cho khí nhà kính đi vào khí quyển, nghiên cứu mới cho thấy.

Các nhà nghiên cứu đã biết rằng ánh sáng mặt trời chiếu xuống đất đóng băng vĩnh cửu, hoặc băng vĩnh cửu, ở Bắc Cực phá vỡ carbon trong lớp băng vĩnh cửu đó và giải phóng khí nhà kính vào khí quyển, nhưng họ không biết quá trình này diễn ra như thế nào.

Trước đây, Collin Ward, một sinh viên tiến sĩ gần đây tại Đại học Michigan và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho thấy các cộng đồng vi sinh vật trong vùng băng vĩnh cửu sâu có thể nhanh chóng thích nghi để tiêu thụ carbon bị suy yếu do ánh nắng mặt trời. Đất băng vĩnh cửu, thường bị chôn vùi dưới lòng đất, có thể tiếp xúc với ánh sáng mặt trời một khi tan băng và tuôn ra một dòng nơi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời làm suy yếu carbon trong lớp băng vĩnh cửu đó, biến nó thành carbon mà các cộng đồng vi sinh vật đó muốn tiêu thụ.

Nghiên cứu mới cho thấy ánh sáng mặt trời làm cho đất băng vĩnh cửu trở thành bữa tiệc cho các vi khuẩn vì nó cung cấp cho chúng cùng loại carbon mà chúng thích ăn carbon mà chúng thích nghi để chuyển hóa.

đồ họa đăng ký nội tâm

Khi nhiều băng tan băng, Bắc Cực đang nóng lên với tốc độ nhanh gấp hai lần so với phần còn lại của thế giới, nó có khả năng giải phóng một lượng carbon đáng kinh ngạc như carbon dioxide vào khí quyển. Nếu tất cả các carbon được giữ trong băng vĩnh cửu được chuyển đổi thành carbon dioxide, nó sẽ tăng gấp đôi lượng carbon trong khí quyển. Rất ít mô hình dự đoán các kịch bản khí hậu cho tương lai bao gồm các phát thải carbon từ băng vĩnh cửu, Rose Cory, phó giáo sư khoa học trái đất và môi trường cho biết.

Đây là sự khác biệt giữa ăn tại một bữa tiệc buffet với rất nhiều lựa chọn và một số lựa chọn không tốt lắm so với việc ăn ở một bữa tiệc tự chọn, nơi mọi món ăn đều là món ưa thích của bạn, cô nói. Sun Sunlight biến một số carbon đất băng vĩnh cửu thành 'yêu thích' của vi khuẩn, giúp chúng chuyển đổi nhiều carbon này thành carbon dioxide.

permafrost2 10 8Một dòng nước tan chảy qua tuyết ở Bắc Cực. Chất hữu cơ đất tạo cho dòng suối màu nâu vàng. (Tín dụng: Jason Dobkowski / U. Michigan)

Permafrost ở Bắc Cực không thể bị phân hủy bởi các vi khuẩn cho đến khi nó ấm lên và tan băng. Một khi nó xảy ra, các cộng đồng vi sinh vật bản địa bắt đầu phân hủy carbon đất này, từ từ ăn nó và, trong quá trình đó, biến nó thành carbon dioxide.

Không phải tất cả sự phân hủy carbon đất xảy ra trong đất. Tuyết và mưa trong mùa hè xả carbon đất vào các suối và hồ có ánh nắng mặt trời, nơi mặt trời làm suy yếu carbon của đất. Nghiên cứu trước đây cho thấy các vi khuẩn có khả năng chuyển đổi carbon bị suy yếu thành mặt trời thành carbon dioxide tốt hơn nhiều, nhưng họ không biết tại sao.

Để xác định ánh sáng mặt trời hỗ trợ sản xuất carbon dioxide như thế nào, Cory và nhóm của cô đã đưa các mẫu đất vào phép đo phổ khối có độ phân giải cực cao trước và sau khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, và trước và sau khi cho chất hữu cơ đó vào cộng đồng vi khuẩn bản địa. Họ thấy rằng các cộng đồng vi khuẩn đã gây ra nhiều carbon dioxide hơn để giải phóng trong các mẫu đất băng vĩnh cửu đã tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.

Họ đã kiểm tra kết quả của họ theo một phương pháp khác: kiểm tra thành phần cộng đồng vi khuẩn và biểu hiện gen của các vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu thấy rằng sau khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, các vi khuẩn đã điều chỉnh lại bộ máy trao đổi chất của họ để tiêu thụ carbon bị suy yếu do ánh nắng mặt trời.

Tìm hiểu làm thế nào ánh sáng mặt trời góp phần giải phóng carbon dioxide từ Trái đất vào khí quyển cung cấp cho các nhà nghiên cứu thêm một thông tin về cách xác định tốc độ và lượng carbon dioxide được giải phóng bởi permafrost.

Có thể nói đây là phương pháp phản hồi lớn nhất để gây ra sự nóng lên hơn trên Trái đất. Bạn đang trong một cuộc đua để tìm hiểu xem lớp băng vĩnh cửu này sẽ được chuyển đổi thành carbon dioxide bao nhiêu.

{youtube}bz2IgcEhyv0{/youtube}

Các nhà nghiên cứu báo cáo công việc của họ trên tạp chí Nature Communications.

nguồn: Đại học Michigan

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon