Grande diferença na emissão de carbono

Scientific Reports volume 5, Número do artigo: 14248 (2015) Citar este artigo

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Os lagos desempenham um papel importante no ciclo global de carbono (C), enterrando C em sedimentos e emitindo CO2 e CH4 para a atmosfera. Os pontos fortes e o controle desses caminhos fundamentalmente diferentes são, portanto, de interesse ao avaliar o equilíbrio continental de C e sua resposta às mudanças ambientais. Neste estudo, com base em novas estimativas de alta resolução em combinação com dados da literatura, mostramos que as taxas anuais de emissão:soterramento são geralmente dez vezes maiores em lagos boreais em comparação com lagos subárticos – árticos. Esses resultados sugerem grandes diferenças no ciclo do C do lago entre os biomas, já que os lagos nas regiões boreais mais quentes emitem mais e armazenam relativamente menos C do que os lagos nas regiões árticas mais frias. Tais efeitos são de grande importância para a compreensão dos feedbacks climáticos sobre a função fonte-sumidouro continental de C em altas latitudes. Se as previsões de aquecimento global e expansão para o norte do bioma boreal estiverem corretas, é provável que o aumento das emissões de C dos lagos de altas latitudes irá neutralizar parcialmente o aumento presumido da capacidade de absorção terrestre de C em altas latitudes.

Um dos grandes desafios do nosso tempo é entender a dinâmica dos gases de efeito estufa para avaliar seu efeito nas mudanças climáticas1. Compreender o sistema climático requer conhecimento dos efeitos climáticos na ciclagem global de C, incluindo a magnitude e controle de várias fontes e sumidouros em sistemas acoplados terra-água-atmosférico. As regiões de alta latitude são de especial interesse em um futuro cenário de aquecimento climático, já que o aumento da temperatura do ar na superfície está previsto para ser amplificado em direção às altas latitudes do norte, onde ecossistemas sensíveis podem sofrer mudanças significativas e exercer fortes efeitos de feedback no sistema climático2. Agora está claro que os sistemas aquáticos são de grande importância no ciclo do C, sendo considerados grandes fontes atmosféricas de CO2 e CH43,4. Globalmente, as emissões dos lagos excedem a exportação continental lateral de C e representam cerca de 20% do sequestro de CO2 nos oceanos3,4,5. Simultaneamente, as águas interiores foram reconhecidas por enterrar quantidades significativas de C em sedimentos onde se acumula ao longo de escalas de tempo geológicas6,7,8. O enterro orgânico de C em sedimentos de águas interiores é três vezes maior do que o enterro em sedimentos oceânicos, tornando os sedimentos de águas interiores comparáveis ​​aos estoques de C das turfeiras do norte, solos e biomassa combinados e constitui o segundo ao terceiro maior reservatório de C em ambientes do norte6, 7,8. Em altas latitudes, os lagos cobrem uma parte substancial da área terrestre5,9,10. Por exemplo, as latitudes de 60°–69° N contêm 24% da área global de lagos9, tornando os lagos do norte componentes importantes do ciclo global de carbono10.

Apesar de sua importância no ciclo global de C, o conhecimento sobre as emissões de C do lago do norte em relação às taxas de soterramento é pobre. Embora se saiba que os lagos boreais são geralmente mais supersaturados em CO2 do que os lagos subárticos11, muito poucos estudos de campo quantificaram o soterramento e as trocas atmosféricas simultaneamente nos lagos do norte para comparação cruzada entre os biomas. Especialmente, a compreensão da emissão – balanço soterrado dentro dos lagos subárticos – árticos representa um ponto fraco na literatura (ver Informações Suplementares) que impede comparações entre zonas climáticas com, por exemplo, lagos boreais12. Neste estudo, combinamos novas medições detalhadas da emissão anual de C, bem como do enterro anual de C em seis lagos subárticos - árticos no norte da Suécia com dados da literatura para comparar esses fluxos nos biomas.

As emissões anuais totais de C (CO2 + CH4) dos lagos subárticos investigados variaram entre 5 e 54 g C m-2 ano-1. No geral, as emissões de C foram dominadas pelo CO2, que representou mais de 90% da emissão anual total de C em todos os lagos, exceto um, onde a emissão de CO2 foi baixa e o CH4 representou 40% da emissão anual de C. O CO2 e CH4 dissolvidos acumulados durante o inverno sob o gelo e liberados na quebra do gelo constituem entre 7 a 80% das emissões anuais. O enterro de C variou entre 5 e 25 g C m-2 ano-1. Não fomos capazes de detectar nenhuma perda de massa significativa em nenhuma das amostras de sedimento após a acidificação, indicando acúmulo insignificante de C inorgânico nos sedimentos de nossos lagos amostrados.