जैसे-जैसे आर्कटिक टुंड्रा गर्म होगा, मिट्टी के सूक्ष्मजीव CO2 उत्पादन में तेजी लाएंगे

जलवायु परिवर्तन आर्कटिक टुंड्रा को ग्रह के बाकी हिस्सों की तुलना में लगभग चार गुना तेजी से गर्म कर रहा है। अब, एक अध्ययन से पता चलता है कि बढ़ता तापमान वहां भूमिगत रोगाणुओं को अधिक कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करेगा - संभावित रूप से एक फीडबैक लूप तैयार करेगा जो जलवायु परिवर्तन को बदतर बना देगा।

स्वीडन में उमेआ विश्वविद्यालय के पर्यावरण वैज्ञानिक साइब्रिन मेस कहते हैं, टुंड्रा "एक नींद वाला बायोम" है। यह पारिस्थितिकी तंत्र संग्रहीत कार्बनिक कार्बन से समृद्ध ठंडी मिट्टी में उगने वाली छोटी झाड़ियों, घास और लाइकेन से आबाद है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि वार्मिंग इस सोए हुए विशालकाय को जगा देगी, जिससे मिट्टी के रोगाणु अधिक ग्रीनहाउस गैस CO2 (एसएन: 8/11/22) छोड़ने के लिए प्रेरित होंगे। लेकिन क्षेत्रीय अध्ययनों में इसे प्रदर्शित करना कठिन रहा है।

मेस की टीम में ग्रह के आर्कटिक और अल्पाइन क्षेत्रों में 28 टुंड्रा क्षेत्रों में माप करने वाले लगभग 70 वैज्ञानिक शामिल थे। गर्मियों के बढ़ते मौसम के दौरान, शोधकर्ताओं ने टुंड्रा के टुकड़ों के ऊपर स्पष्ट, खुले शीर्ष वाले प्लास्टिक कक्ष रखे, जिनमें से प्रत्येक का व्यास लगभग एक मीटर था। इन कक्षों से रोशनी और वर्षा होती है लेकिन हवा अवरुद्ध हो जाती है, जिससे अंदर की हवा औसतन 1.4 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाती है। शोधकर्ताओं ने निगरानी की कि मिट्टी में कितने CO2 रोगाणुओं को हवा में छोड़ा गया है, एक प्रक्रिया जिसे श्वसन कहा जाता है, और उस डेटा की तुलना आस-पास के उजागर पैच से माप से की गई।

17 अप्रैल को नेचर में ऑनलाइन प्रकाशित अध्ययन में पाया गया कि 1.4 डिग्री सेल्सियस तापमान वृद्धि के कारण उजागर स्थलों की तुलना में प्रायोगिक स्थलों पर CO2 श्वसन में औसतन 30 प्रतिशत की वृद्धि हुई। टीम द्वारा संकलित कुछ अध्ययन केवल एक वर्ष तक चले, लेकिन सबसे लंबे समय तक 25 बढ़ते मौसमों से माप प्रदान किए गए, जिससे पता चला कि ये प्रभाव समय के साथ बने रहते हैं।

हालांकि यह स्पष्ट है कि उच्च तापमान औसतन CO2 श्वसन को बढ़ावा देता है, फ़ील्ड साइटों के बीच बहुत अधिक परिवर्तनशीलता है, मेस कहते हैं। उदाहरण के लिए, CO2 रैंप-अप विशेष रूप से नाइट्रोजन-गरीब मिट्टी में स्पष्ट होता है। जैसे-जैसे मिट्टी गर्म होती है, पौधे अधिक सक्रिय हो जाते हैं, और उनके सहजीवी सूक्ष्मजीव भी सक्रिय हो जाते हैं, जो नाइट्रोजन की खोज करके पौधों का समर्थन करते हैं। रोगाणुओं की बढ़ी हुई गतिविधि का मतलब यह भी है कि वे अधिक CO2 का उत्पादन करते हैं।

कैलिफ़ोर्निया में लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के पर्यावरण माइक्रोबायोलॉजिस्ट निकोलस बौस्किल का कहना है कि निष्कर्ष अब तक का सबसे मजबूत सबूत प्रदान करते हैं कि गर्म तापमान माइक्रोबियल गतिविधि को बढ़ाएगा, अधिक CO2 जारी करेगा। पिछले अध्ययन, जिनमें बाउस्किल का अध्ययन भी शामिल है, बहुत छोटे थे और विरोधाभासी निष्कर्षों पर पहुंचे थे।

बौस्किल कहते हैं, दीर्घकालिक प्रश्न यह है: "क्या ये क्षेत्र कार्बन स्रोत बन जाएंगे, या वे कार्बन सिंक बने रहेंगे?"

नासा का अनुमान है कि आर्कटिक पर्माफ्रॉस्ट में 1,700 अरब मीट्रिक टन कार्बन जमा है। हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि वर्ष 2100 तक, वार्मिंग की दर के आधार पर, अपमानजनक पर्माफ्रॉस्ट 22 अरब से 524 अरब मीट्रिक टन तक कार्बन जारी कर सकता है।

माईस का कहना है, "सूक्ष्मजीवों से CO2 उत्सर्जन में अपेक्षित वृद्धि और आगे ग्लोबल वार्मिंग में योगदान करने की उनकी क्षमता को देखते हुए, "आप कह सकते हैं कि यह एक विनाशकारी परिदृश्य है।" लेकिन उन्होंने नोट किया कि अध्ययन के नतीजों का मतलब यह नहीं है कि टुंड्रा का समग्र कार्बन उत्सर्जन अनिवार्य रूप से आसमान छूएगा - अन्य प्रक्रियाएं इस प्रभाव का प्रतिकार कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, पौधे अधिक CO2 ग्रहण करके अपनी प्रकाश संश्लेषक गतिविधि बढ़ा सकते हैं। और ये अध्ययन इस बात पर ध्यान नहीं देते कि वर्ष के अन्य समय में क्या होता है।

डेटा को शामिल करना जो आर्कटिक में क्या हो रहा है की बारीकियों को पकड़ता है - जैसे कि नाइट्रोजन-गरीब मिट्टी और माइक्रोबियल श्वसन के बीच संबंध - जलवायु परिवर्तन के प्रति टुंड्रा की प्रतिक्रिया के बारे में भविष्यवाणियों को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है और यह, बदले में, पृथ्वी की जलवायु को कैसे प्रभावित करेगा। बौस्किल कहते हैं, "हमें यह दर्शाने की ज़रूरत है कि कार्बन को सही तरीके से प्राप्त करने के लिए पोषक तत्व किस प्रकार चक्रित हो रहे हैं।"