9.3.2019 08:00 | Veda

Skleníkové plyny z topenia sa ľadu? Nebude toho až tak veľa

Miesto odberu neporušených systémov pôda-rastliny pre laboratórne simulácie topenia permafrostu leží neďaleko Kulpisjärvi vo fínskej časti Laponska.

Topenie permafrostu v rašeliniskách uvoľňuje uhlíkové plyny. Trochu menej, ako sa myslelo.

Nové analýzy potvrdili riziko ďalšieho pribúdania skleníkových plynov a atmosfére. Príčinou je topenie permafrostu zvlášť v subpolárnych oblastiach sveta, vyvolané otepľovaním. Najmä tam, kde sa permafrost prekrýva s rašeliniskami. Panika ale nie je namieste.

Hoci predmetné emisie by ešte posilnili otepľovanie globálnej klímy. Kvôli kladnej spätnej väzbe. Otepľovanie totiž zvyšuje únik skleníkových plynov z pôdy, a to zasa zvyšuje rast priemernej teploty. Ich príspevok k jej rastu sa odhaduje na najmenej 0,2 stupňa Celzia.

Permafrostové, čiže dlhodobo zmrznuté pôdy, ktoré sa roztápajú iba sčasti v teplých rokoch či ročných obdobiach, alebo vôbec nie, sú obrovským rezervoárom uhlíka. Kvalifikovaný odhad tu udáva 1035 miliárd ton organického uhlíka iba v horných troch metroch.

„Horúci“ sever, juh i výšky

Teploty v polárnej a subpolárnej oblasti pritom stúpajú dvakrát rýchlejšie ako inde. Osobitne citlivé sú na to práve permafrostové oblasti. Stávajú sa z nich totiž biogeochemické „horúce škvrny“. Topenie z nich uvoľňuje oxid uhličitý a metán, dva silne skleníkové plyny.

Nedávny porovnávací prieskum, ktorý uskutočnili vedci z medzinárodnej permafrostovej siete GTN-P, dospel k záveru, že permafrost sa otepľuje celosvetovo. Medzi rokmi 2007 a 2016 to bolo v hĺbke pod 10 metrov v priemere o 0,3 stupňa Celzia. V Arktíde, Antarktíde i veľhorách Európy a Strednej Ázie. Najviac na Sibíri – takmer o celý jeden stupeň Celzia.

Pri horných vrstvách permafrostu to v priebehu posledných dvoch desaťročí bolo prirodzene viac, priemerne o 0,5 až 2 stupne Celzia. Teploty povrchových vrstiev pôdy v mnohých subarktických oblastiach beztak aj tak bývajú blízko nuly. Najmä v teplejšej časti roka.

Ukážka bizmutu. Hoci tento kov má červenkastý základ, zobrazená vzorka hrá všetkými farbami. Sťaby magický kameň z výbavy všemocného čarodejníka – a skutočne sa vyznačuje priam „magickou“ schopnosťou katalýzy.
Čítajte aj Čo s prebytočným CO2 a skleníkovým efektom? Jedno riešenie by tu bolo

Oxid uhličitý verzus metán

Permafrost sa topí dvojako. Po prvé, pomalým rozširovaním pôdnej vrstvy nad ním. Po druhé, náhlym roztopením samotnej ľadovej zložky v permafroste. Podľa miestnych odvodňovacích podmienok to môže pôdu buď vysušiť, alebo zvlhčiť, či vytvoriť v krajine jazierka a jazerá.

To naposledy spomenuté je kľúčové pre skleníkové emisie. Závisia totiž práve od vlhkosti pôdneho substrátu a prepracovávania v ňom obsiahnutého uhlíka mikróbmi. Ide najmä o pomer oxidu uhličitého a metánu v emisiách, keďže otepľovací potenciál metánu je na jednotku hmotnosti približne 30-krát väčší ako v prípade oxidu uhličitého.

Poučenie z Laponska

Presné údaje o tomto pomere a vlastne ani o rozsahu uvoľňovania oboch plynov z rašelinísk v permafrostových oblastiach však neboli k dispozícii. Všeobecne platí, že z okysličených prostredí by malo unikať viac oxidu uhličitého, kým z neokysličených zasa viac metánu.

Šestnásťčlenný medzinárodný tím prevažne škandinávskych vedcov teraz vniesol do veci viac svetla. V laponskej časti severného Fínska odobrali neporušené valcové vzorky systémov rastliny-pôda z rašelinísk v topiacom sa permafroste, tzv. rašelinových mezokozmov. Vzorky boli hrubé 10 cm, vysoké 80 cm, pričom ich spodných 15 cm tvoril permafrost.

Obmedzenie globálneho otepľovania nevyžaduje len zníženie emisií, ale aj ich aktívne odstraňovanie.
Čítajte aj Ako dostať oxid uhličitý z atmosféry? Stačí morská voda a pár bežných látok

Realistický experiment

Vzorky vložili do komôr s kontrolovanými klimatickými podmienkami. Pol na pol boli odobraté z rašeliniskových plôch s vegetáciou, najmä cievnatých rastlín, a bez nej, iba s lišajníkmi. Experiment verne, prakticky v prírodných podmienkach, modeloval stav pred, v priebehu a po roztopení horných 10-15 centimetrov rašeliniskového permafrostu.

Vedci určovali rozsah uvoľňovania a prúdenia plynov jednotlivými vrstvami vzorkových systémov prakticky nepretržite. Poslúžila im k tomu kombinácia ociachovaných prietokových zariadení prispôsobených na meranie a laserových detektorov pre chemickú analýzu. Súčasne pomocou rádioizotopového merania zisťovali, či unikajúci uhlík pochádza z permafrostu.

Ukážky neporušených systémov rastliny-pôda (rašelinový mezokozmos) v experimentálnych komorách, umožňujúcich režimy kontrolovanej klímy. fotogaléria / 2
Ukážky neporušených systémov rastliny-pôda (rašelinový mezokozmos) v experimentálnych komorách, umožňujúcich režimy kontrolovanej klímy. Zdroj: Carolina Voigt

Ako sa veci majú

Vyšlo najavo, že v suchších podmienkach rašeliniská v oblasti topiaceho sa permafrostu naozaj významne prispievajú k prísunu oxidu uhličitého do atmosféry. Ak ale hladina spodnej vody zostáva nízko (permafrost spôsobuje zdvih rašelinísk), dlhodobé emisie oxidu uhličitého sčasti vykompenzuje silné viazanie metánu jeho okysličením v takom ekosystéme.

Nový výskum tak naznačil, že hrozba uvoľnenia metánu do atmosféry z topiacich sa severských ekosystémov nemusí byť taká veľká, ako sa myslí. Pravda, hlavné sú tu metánové emisie z bežných močiarov a mokradí v tundre, ktorých počet a plochu zvyšuje otepľovanie.

Subpolárne rašeliniská to ale zrejme aspoň sčasti vykompenzujú, najmä suchšie. Ani s oxidom uhličitým to nemusí byť také zlé. Na druhej strane ale nový výskum ukázal, že uhlíkové emisie nekončia samotným roztopením ľadu v permafroste, pokračujú. A tiež to, aké zložité býva zostavovanie príslušných vedecky skutočne korektných bilancií.

Eko ďalej?

Vývoj klímy zahŕňa veľa faktorov, prírodných i umelých. Viaceré poznáme len málo. Pôsobia krátkodobo i dlhodobo. A môže ísť o prepojené cykly, či kladné alebo záporné spätné väzby.

Závery sú preto neraz objektívne hmlisté. To využívajú klimaskeptici s vplyvnými hmotnými záujmami v pozadí. Nie všetky možno démonizovať. Princíp predbežnej opatrnosti ich sám neprebije. Čas hrubých odhadov a projekcií sa ale v polemike o klíme míňa. Spoločenská zhoda, napokon zďaleka nielen tu, už vyžaduje politiku pevných dôkazov (evidence based).

Štúdiu uverejnil vedecký časopis Global Change Biology. Správu o nej vydala aj Východofínska univerzita v Kuopiu. V texte spomenutá najnovšia analýza globálneho stavu permafrostu vyšla vo vedeckom časopise Nature Communications.

Diskusia 1 Príspevkov