Η έρευνα του Cornell δείχνει ότι οι λίμνες θα μπορούσαν να είναι καθαροί εκπομποί αερίων του θερμοκηπίου, ιδιαίτερα μεθανίου. Η αντιμετώπιση της έκλυσης μεθανίου θα μπορούσε ενδεχομένως να μετατρέψει τις λίμνες από πηγές αερίων του θερμοκηπίου σε καταβόθρες.
Αν και οι ανθρωπογενείς λίμνες δεσμεύουν και απελευθερώνουν αέρια θερμοκηπίου, όταν αθροίζονται, μπορεί να είναι καθαροί εκπομποί, σύμφωνα με δύο σχετικές μελέτες από ερευνητές του Cornell.
Οι μελέτες αρχίζουν να ποσοτικοποιούν τις σημαντικές επιπτώσεις που έχουν τόσο οι ανθρωπογενείς όσο και οι φυσικές λίμνες στον παγκόσμιο προϋπολογισμό των αερίων του θερμοκηπίου, μετρήσεις που δεν είναι καλά κατανοητές.
«Τα παγκόσμια κλιματικά μοντέλα και προβλέψεις βασίζονται στην ακριβή καταγραφή των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και της αποθήκευσης άνθρακα», δήλωσε η Meredith Holgerson, επίκουρη καθηγήτρια οικολογίας και εξελικτικής βιολογίας στο College of Agriculture and Life Sciences και ανώτερη συγγραφέας των μελετών. Ο Nicholas Ray, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του Holgerson, είναι συν-συγγραφέας και των δύο εργασιών.
Διαβάστε επίσης: Έχει επηρεάσει ο COVID την κλιματική αλλαγή;
Επιπτώσεις λίμνης και ποσοστά ταφής άνθρακα
Ο Holgerson και οι συνεργάτες του έχουν υπολογίσει προηγουμένως ότι οι λίμνες – που ορίζονται ως 5 εκτάρια (12 στρέμματα) ή λιγότερο και από τις οποίες μπορεί να υπάρχουν 1 δισεκατομμύριο στη Γη – μπορεί να συμβάλλουν στο 5% των παγκόσμιων εκπομπών μεθανίου στην ατμόσφαιρα. Αλλά χωρίς ακριβείς μετρήσεις σε πολλά υδάτινα σώματα, ο πραγματικός αριθμός θα μπορούσε να είναι μόλις το μισό ή έως και το διπλάσιο αυτού του ποσοστού. Ταυτόχρονα, υπάρχουν πολύ λίγες εκτιμήσεις για τα ποσοστά ταφής άνθρακα σε λίμνες.
Μια εργασία, «Υψηλά ποσοστά ταφής άνθρακα που συνδέονται με την αυτόχθονη παραγωγή σε τεχνητές λίμνες», που δημοσιεύτηκε στις 18 Αυγούστου στο περιοδικό Επιστολές Λιμνολογίας και Ωκεανογραφίας, εξετάζει πόσος άνθρακας δεσμεύεται σε 22 πειραματικές λίμνες Cornell. Οι πανομοιότυπες λίμνες –υπάρχουν 50– κατασκευάστηκαν το 1964, παρείχαν περιβάλλοντα υψηλού ελέγχου, με λεπτομερή αρχεία από προηγούμενες μελέτες. Τα δεδομένα επέτρεψαν στους Holgerson και Ray να αξιολογήσουν πώς οι δραστηριότητες διαχείρισης συνέβαλαν στην αποθήκευση άνθρακα.
Στη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν τις προηγούμενες δραστηριότητες διαχείρισης, ενώ έλαβαν επίσης πυρήνες ιζήματος και μετρήσεις του πάχους του ιζήματος για καθεμία από τις 22 λίμνες μελέτης. Μέτρησαν την ποσότητα άνθρακα στο ίζημα, παρέκτασαν αυτές τις μετρήσεις στη συνολική λίμνη και διαίρεσαν αυτόν τον αριθμό με την ηλικία της λίμνης για να καταλήξουν στην ποσότητα άνθρακα που απομονώνεται ετησίως ανά τετραγωνικό μέτρο, αριθμός της ίδιας τάξης μεγέθους με υγροτόπους και μαγγρόβια, και περισσότερα από λίμνες.
Βρήκαν επίσης ότι τα ποσοστά ταφής άνθρακα επηρεάστηκαν από υδρόβια φυτά (αυτά που είναι αρκετά μεγάλα για να φαίνονται), ψάρια και προσθήκες υψηλών επιπέδων αζώτου σε σχέση με τον φώσφορο, θρεπτικά συστατικά που μπορεί να μην ανανεωθούν σε μια στατική λίμνη και να περιοριστούν. Τα σωστά είδη και αναλογίες προστιθέμενων θρεπτικών συστατικών προάγουν την ανάπτυξη των φυτών, τα οποία χρησιμοποιούν άνθρακα για τα κύτταρα και εναποτίθενται στο πάτωμα της λίμνης όταν τα φυτά πεθαίνουν.
δέσμευση άνθρακα και παγκόσμιος αντίκτυπος
Αν και λείπουν δεδομένα σχετικά με τη δέσμευση οργανικού άνθρακα σε φυσικές λίμνες, οι επιστήμονες παρέκτασαν τα ευρήματά τους για να υπολογίσουν το συνολικό ποσοστό ταφής άνθρακα σε φυσικές και τεχνητές λίμνες παγκοσμίως. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι φυσικές και τεχνητές λίμνες δεσμεύουν το 65% έως 87% της συνολικής ποσότητας που εκτιμάται ότι αποθηκεύεται σε όλες τις λίμνες, γεγονός που έδειξε ότι οι επιστήμονες υποτιμούν παγκοσμίως τη δέσμευση άνθρακα σε λίμνες και λίμνες.
Εποχιακή μεταβλητότητα στις εκπομπές αερίων
Η δεύτερη μελέτη, “High Intra-Seasonal Variability in Greenhouse Gas Emissions From Temperate Constructed Ponds”, που δημοσιεύτηκε στις 19 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Επιστολές Γεωφυσικής Έρευναςεξέτασε τις εποχιακές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (κυρίως διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου) από τέσσερις από τις πειραματικές λίμνες Cornell.
Στη μελέτη, οι ερευνητές μέτρησαν τις εκπομπές αερίων από τις λίμνες περίπου κάθε δύο εβδομάδες κατά τη διάρκεια μιας περιόδου χωρίς πάγο το 2021.
«Οι παγκόσμιες εκτιμήσεις για τους προϋπολογισμούς των αερίων του θερμοκηπίου από τις λίμνες είναι εξαιρετικά αβέβαιες, εν μέρει λόγω της έλλειψης χρονικών μετρήσεων», δήλωσε ο Ρέι, ο οποίος είναι ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το μεθάνιο – ένα αέριο του θερμοκηπίου 25 φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα – αντιπροσώπευε το μεγαλύτερο μέρος του αερίου που εκπέμπεται ετησίως και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου ποικίλλουν σημαντικά ανά εποχή.
Οι λίμνες απορρόφησαν διοξείδιο του άνθρακα κατά τους πρώτους μήνες του καλοκαιριού, όταν τα φυτά μεγάλωναν, και το εξέπεμπαν αργότερα μέσα στο έτος, όταν τα φυτά αποσυντέθηκαν. Το μεθάνιο εκπέμπονταν κατά τη διάρκεια των θερμών μηνών, αλλά οι μετατοπίσεις από εβδομάδα σε εβδομάδα στις εκπομπές ήταν υψηλές, υποδεικνύοντας την ανάγκη για συχνές δειγματοληψίες για ακριβή λογιστική.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν το νερό ήταν στρωματοποιημένο (ένα στρώμα ζεστού νερού που βρίσκεται πάνω από τα κρύα νερά του πυθμένα), συσσωρεύτηκε μεθάνιο και οδήγησε σε συνολικά υψηλότερες εκπομπές από ό,τι όταν το νερό αναμειγνυόταν από τον άνεμο ή την ξαφνική ψύξη. Αυτό συμβαίνει επειδή οι μικροοργανισμοί στην κοίτη της λίμνης που παράγουν μεθάνιο απαιτούν συνθήκες χαμηλού οξυγόνου που διαταράσσονται από την ανάμειξη.
Πιθανές λύσεις και χρηματοδότηση
Όταν τα αποτελέσματα από τα δύο έγγραφα εξετάζονται μαζί, οι λίμνες είναι καθαροί εκπομποί αερίων του θερμοκηπίου, λόγω της απελευθέρωσης μεθανίου που υπερκαλύπτει την ποσότητα άνθρακα που αποθηκεύεται στα ιζήματα. Αλλά τα ευρήματα προσφέρουν επίσης τη δυνατότητα μείωσης των εκπομπών μεθανίου με φυσαλίδες ή υποβρύχιους κυκλοφορητές.
«Αν μπορούσαμε να μειώσουμε αυτόν τον αριθμό μεθανίου, θα μπορούσαμε ενδεχομένως να μετατρέψουμε αυτές τις λίμνες από καθαρές εκπομπές σε καθαρές καταβόθρες, αλλά πρέπει να αντιμετωπίσουμε αυτό το μεθάνιο», είπε ο Χόλγκερσον.
Βιβλιογραφικές αναφορές:
«Υψηλά ποσοστά ταφής άνθρακα που συνδέονται με την αυτόχθονη παραγωγή σε τεχνητές λίμνες» των Meredith A. Holgerson, Nicholas E. Ray και Chelsea Russ, 18 Αυγούστου 2023, Επιστολές Λιμνολογίας και Ωκεανογραφίας.
DOI: 10.1002/lol2.10351
«Υψηλή ενδοεποχιακή μεταβλητότητα στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από λίμνες με εύκρατη κατασκευή» των Nicholas E. Ray και Meredith A. Holgerson, 18 Σεπτεμβρίου 2023, Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας.
DOI: 10.1029/2023GL104235
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το New York State Water Resources Institute.
Διαβάστε επίσης:
Πάνω από το 50% των μεγαλύτερων λιμνών του κόσμου χάνουν νερό
Τα κόκκινα φύκια μειώνουν τις εκπομπές μεθανίου από τα κακά των αγελάδων
Τα μεταβαλλόμενα χρώματα της φύσης κάνουν ορατή την κλιματική αλλαγή
