Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 19/06/2020, в 15 ч. 16 мин., 384 просмотров

Железо обвинили в утечке углекислого газа из многолетней мерзлоты

Фото: NASA/JPL-Caltech

В условиях изменения климата происходит активная фотоминерализация органического углерода многолетнемерзлых пород.

Текущие прогнозы эмиссии углекислого газа из многолетней мерзлоты на ближайшие 300 лет ее не учитывают, и потому занижены как минимум на 14 процентов, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters. Наибольшую роль в этом процессе играет присутствие ионов железа, которые катализируют реакцию фотодекарбоксилирования.

При текущих темпах повышения среднегодовых температур воздуха к 2100 году из многолетней мерзлоты может высвободиться до 15 процентов законсервированного углерода. Большая его часть покинет многолетнемерзлые породы в виде выбросов углекислого газа в атмосферу, однако свой вклад внесет и боковой перенос органического вещества оттаявших почв в поверхностные воды, где складываются условия для его быстрого окисления за счет фотоминерализации. Эти события приведут к существенному сдвигу в изменении климата в сторону еще большего потепления.

Ученые под руководством Дженнифер Боуэн (Jennifer Bowen) из Университета Мичигана представили первую количественную оценку потери органического углерода многолетней мерзлотой за счет фотоминерализации в поверхностных водах. Для этого в 2018 году они отобрали монолитные образцы многолетнемерзлых пород в Норт-Слоуп (Аляска) в шести различных подтипах тундры (сильно увлажненной кислой таликовой, сильно увлажненной кислой ручейковой, влажной осоковой, а также влажной осоковой, сильно увлажненной кислой и сильно увлажненной некислой тундр Сагвона) с глубины ниже 60 сантиметров. Кроме того, авторы поставили модельный эксперимент, имитирующий процесс фотоминерализации: в лабораторных условиях из этих образцов в течение четырех часов выщелачивали растворенное органическое вещество водой, которая предварительно была окислена УФ-излучением. Количество углерода в породе и фильтратах определяли с помощью ускорительной масс-спектрометрии.

Лабильность растворенного органического вещества в зависимости от длины волны и количества железа в фильтратах многолетней мерзлоты. Цветами показаны различные типы тундры.

J. C. Bowen et al. / Geophysical Research Letters, 2020.

Выяснилось, что растворенное органическое вещество многолетнемерзлых пород чувствительно к воздействию света и подвергается под его влиянием фотоминерализации, окисляясь до углекислого газа. Эффективность этого процесса снижалась от ультрафиолетового излучения к излучению с длинами волн в области видимого спектра (р<0,05). Ученые обнаружили, что огромный вклад в фотоминерализацию органического углерода вносит железо, растворенное в фильтрате многолетнемерзлых пород — с ростом его концентрации в растворе процесс усиливался (р<0,001).

Авторы исследования впервые представили механизм взаимодействия железа с растворенным органическим веществом в многолетней мерзлоте: они считают, что ионы железа Fe3+ катализируют фотодекарбоксилирование органических кислот, входящих в состав лигнина и танинов — важнейших компонентов реликтовой органики многолетнемерзлых пород. В результате железо восстанавливается до Fe2+, а углерод карбоксильной группы карбоновых кислот окисляется до углекислого газа, который составляет до 90 процентов от всего CO2, выделяющегося в результате фотоминерализации. Этот процесс также оказался связан с воздействием ультрафиолета, необходимого для фотодекарбоксилирования (р<0,05).

Авторы исследования пришли к выводу, что текущие прогнозы эмиссии углекислого газа из многолетней мерзлоты (2,08⋅1010 тонн к 2300 году) занижены на 14 процентов — именно таким может стать потенциальный вклад фотоминерализации в окисление растворенного органического вещества, законсервированного сейчас в многолетнемерзлых породах.







Источник




Комментарии

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2020 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100