Мы все знаем об углероде в атмосфере Земли и, вероятно, об углероде, содержащемся в растениях и телах животных. Но значительная часть углерода в наземных экосистемах планеты содержится в настолько очевидном месте, что странно как мы могли упустить это из виду: в почве.
Прослушать статью:
Даже если мы думаем об углероде в почве, мы обычно имеем в виду углерод в органическом веществе почвы, таком как растительный опад, бактерии или животные отходы. Однако неорганическая минеральная составляющая почвы также содержит углерод.
В новом исследовании, только что опубликованном в Science, показывается, что неорганического углерода в почве намного больше, чем кто-либо предполагал – и что он может быть неожиданно крупным игроком в углеродном цикле Земли.
Проанализировав более 200 000 измерений почв со всего мира, ученые подсчитали, что верхние два метра почвы нашей планеты содержат около 2,3 триллиона тонн неорганического углерода. Это примерно в пять раз больше углерода, чем содержится во всей наземной растительности планеты.
Исследователи предполагают, что около 23 миллиардов тонн (1%) этого углерода могут быть высвобождены в ближайшие 30 лет, с плохо понятными последствиями для земель, вод и атмосферы Земли.
Что такое неорганический углерод в почве?
Неорганический углерод существует в почвах в различных формах. Это может быть захваченный углекислый газ, растворенный в воде или других жидкостях, или он может находиться в твердой форме в виде карбонатных минералов.
Большая часть неорганического углерода по весу – это твердые карбонаты, часто карбонат кальция (обычное вещество, встречающееся в таких материалах, как известняк, мрамор и мел). Они придают почве беловатый вид, в то время как органический углерод делает ее темной.
Почвенные карбонаты могут происходить либо от выветривания горных пород, либо от реакции почвенных минералов с атмосферным диоксидом углерода.
Неорганический углерод обычно накапливается больше в почве в пустынных и полупустынных условиях, таких как Австралия.
В более влажных регионах почвенные карбонаты также могут встречаться вдоль рек, вокруг озер и в прибрежных районах в виде богатых кальцием аллювиальных отложений или известковых пород. Почвы в карстовых районах – областях, богатых такими породами, как известняк, и часто характеризующихся пещерами и воронками – обычно содержат карбонатные породы.
Почему мы должны беспокоиться?
На этот огромный объем неучтенного углерода влияют изменения окружающей среды, особенно закисление почвы. Кислоты растворяют карбонат кальция, что означает, что углерод растворяется в воде или выделяется в виде углекислого газа.
Почва во многих регионах мира (таких как Китай и Индия) становится все более кислой из-за кислотных дождей и другого загрязнения от промышленной деятельности и интенсивного земледелия.
Ученые рассматривали карбонаты в почве как относительно стабильный объем углерода, который медленно меняется с течением длительного времени. Однако деятельность человека сделала неорганический углерод в почве более подвижным.
В своем исследовании ученые обнаружили, что ежегодно из почв вымывается 1,13 миллиарда тонн неорганического углерода, который попадает во внутренние воды. Эти потери оказывают глубокое, но часто упускаемое из виду влияние на транспортировку углерода между сушей, пресными водоемами, атмосферой и океанами.
Что нужно делать?
Сегодня растет осознание важности углерода в почве как фундаментальной части природных решений для борьбы с изменением климата. Однако до сих пор основное внимание уделялось органическому углероду. Новое исследование показывает, что неорганический углерод заслуживает не меньшего внимания.
Улучшенные методы землепользования могут снизить нарушения глобального резервуара неорганического углерода в почве. В сельском хозяйстве более точная настройка орошения и удобрения в соответствии с потребностями роста растений может уменьшить влияние на неорганический углерод.
Читайте также: Что такое датирование по углероду-14?
