admin 
Samtalen07. juli 2021 16:19:16 IST
I oktober 2019 la jeg avgårde med et team av forskere ombord på den kanadiske kystvakten fartøyet John P. Tully i det nordøstlige Stillehavet, utenfor kysten av Vancouver Island. Vi kjempet mot grov sjø og søvnmangel, og tilbrakte den bedre delen av en uke med å jobbe skulder til skulder i et lite stå-kjøleskap og analyserte havbunnsedimenter for å lære mer om effekten av forhold med lite oksygen på dybhavsmiljøer.
Når organismer dør, synker de gjennom vannsøylen og forbruker oksygen i havoverflaten når de spaltes. Dette fører til bånd av oksygenutarmet vann som kalles oksygenminimumssoner, eller “døde soner.”
Oppvarming av havet på grunn av klimaendringer driver utvidelsen av marine oksygen minimumssoner globalt. Dette har ført til spekulasjoner om at N2O-utslipp fra havene vil fortsette å øke og ytterligere akselerere klimaendringene.
Disse tøffe miljøene er ubeboelige for de fleste organismer. Selv om de forekommer naturlig i noen områder, vises døde soner ofte etter at gjødsel og kloakk skylles nedstrøms kystområder, og gnister algeoppblomstring, som deretter dør av og spaltes.
En av studiene våre fra den ekspedisjonen antydet at sedimentene under oksygenutarmet vann er en betydelig kilde til lystgass (N2O). Denne gassen slippes ut i atmosfæren når dypt vann stiger til overflaten i en prosess som kalles oppstrømning.
Lystgass, mer kjent som “lattergass”, er en kraftig klimagass, 300 ganger kraftigere enn karbondioksid. Global utslipp av N2O øker som et resultat av menneskelige aktiviteter som stimulerer produksjonen.
N2O hotspots
Havene står for øyeblikket for rundt 25 prosent av globale N2O-utslipp, og forskere jobber for å forbedre estimater av marine bidrag. Mest forskning har fokusert på oksygenminimumssoner, som er kjent som hotspots for N2O-utslipp.
Oppvarming av havet på grunn av klimaendringer driver utvidelse av marine oksygen minimumssoner globalt. Dette har ført til spekulasjoner om at N2O-utslipp fra havene vil fortsette å øke og ytterligere akselerere klimaendringene. Resultatene våre indikerer at enda mer N2O-produksjon kan forventes der disse oksygenvannene er i kontakt med havbunnen.
Nitrogen er en viktig komponent i livet på jorden og eksisterer i miljøet i mange forskjellige former. Spesialiserte grupper av encellede mikrober bruker nitrogenholdige forbindelser, som ammonium og nitrat, for energi til å drive cellulære funksjoner. Disse metabolske reaksjonene medierer transformasjonen av nitrogen mellom dets forskjellige tilstander i miljøet, der N2O kan lekke ut i miljøet som et biprodukt.
Bortsett fra dens effekter som klimagass, er N2O også den dominerende ozonnedbrytende stoffet som slippes ut i atmosfæren.
Mangrover som N2O-banker
Teamet vårt reiste til Bermuda høsten 2020 for å måle N2O-utslipp i en uberørt mangroveskog i samarbeid med Bermuda Institute of Ocean Sciences. Disse sedimentene var grunne og tilgjengelige for snorklere, noe som gjorde det mulig for oss å grundig undersøke deres rolle i N2O-sykling under forskjellige miljøforhold.
Vi fant at havbunnsedimentene i Bermuda-mangrovene faktisk konsumerte N2O fra det overliggende sjøvannet. Lignende N2O “vasker” er beskrevet tidligere i andre uberørte systemer, inkludert elvemunninger, mangrover Til og med jordbasert jord.
Evnen til disse områdene til å trekke N2O fra atmosfæren er knyttet til konsentrasjonene av nitrogenholdige næringsstoffer i miljøet. Lystgassproduksjon hemmes når disse nitrogenholdige næringsstoffene er mangelvare. Når næringsstoffnivået er tilstrekkelig lavt, kan marine habitater fungere som nettoforbrukere av N2O.
Sedimenter som fungerer som N2O synker kan også fungere som nettokilder til N2O til atmosfæren når den utsettes for økt nitrogenbelastning fra jordbruksavrenning og byavløpsvann. Faktisk mangrover og andre nærliggende økosystemer som opplever vedvarende tilførsler av oppløst nitrogen, har en tendens til å være store N2O-utslippere.
I hvilken grad uberørte miljøer kan tjene som buffere mot økninger i atmosfæriske N2O-konsentrasjoner er fortsatt usikkert. De fleste studier hittil har fokusert på tett befolkede og svært forstyrrede regioner i Europa og Asia, som fungerer som kilder til N2O. Dette etterlater mye å lære om rollen til uberørte marine habitater når N2O synker og deres generelle innflytelse på globale N2O-budsjetter.
Målretting mot gjødsel
Selv om å redusere fremtidige marine N2O-utslipp henger på det mer komplekse problemet med å bremse veksten og spredningen av marine oksygenminimumssoner, er tiltak for å bevare og gjenopprette uberørte kystmiljøer gjennomførbare inngrep som kan implementeres på kort sikt.
For tiden utgjør menneskelig landbrukspraksis over to tredjedeler av globale N2O-utslipp. Som et resultat har mye oppmerksomhet vært rettet mot å redusere mengden overskudd av nitrogen tilsatt jordbruksjord via gjødsel. Siden næringsstoffer som ikke tas opp av planter ofte havner i vannskill som renner ut i havet, vil politikk som adresserer overforbruk av gjødsel også være til fordel for tilstøtende vannøkosystemer.
Imidlertid vil ytterligere reduksjon av marine utslipp kreve en mangesidig tilnærming som også tar for seg kystutvikling og avfallshåndteringsmetoder i sterkt berørte områder.
FN har erklært 2021 som starten på et Tiår av havvitenskap for bærekraftig utvikling. Detaljering av den viktige koblingen mellom hav og klimaendringer har aldri vært mer betimelig enn nå.
Brett Jameson, PhD-kandidat i biologisk oseanografi, University of Victoria
Denne artikkelen er publisert på nytt fra Samtalen under en Creative Commons-lisens. Les original artikkel.
