Wzrost poziomu mórz to obosieczny miecz magazynowania węgla

Ekosystemy przybrzeżne są naturalnym magazynem węgla, a decydenci polityczni postrzegają przybrzeżne zatoki, bagna i lasy jako naturalne rozwiązania pomagające w walce ze zmianami klimatycznymi. Ale zdolność tych ekosystemów do pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery zależy od różnorodnych i często sprzecznych czynników, w tym od ilości osadów, nachylenia wybrzeża, zasięgu pływów, klimatu fal i zmian poziomu morza.

Niedawne badanie w Komunikacja natury Naukowcy z William and Mary Virginia Institute of Marine Sciences wykorzystują nowo opracowany model komputerowy, aby lepiej zrozumieć wzorce i długowieczność składowania dwutlenku węgla na wybrzeżach. W ramach kluczowego postępu badanie symuluje, w jaki sposób węgiel przemieszcza się między ekosystemami przybrzeżnymi, gdy podnoszące się morza powodują przesunięcie ich granic i względnych rozmiarów. Wcześniejsze badania przybrzeżnego lub „niebieskiego” węgla w dużej mierze koncentrowały się na jego losie w jednym, ustalonym środowisku.

Bardziej realistyczne modelowanie dynamiki bagien przez zespół pokazuje, że tempo podnoszenia się poziomu mórz jest kluczem do określenia, czy niebieski węgiel dostaje się do długoterminowego lub krótkoterminowego zbiornika przybrzeżnego lub „zlewu”. Tylko długoterminowe przechowywanie, rzędu stuleci lub tysiącleci, pomoże ludzkości złagodzić najgorsze skutki zmian klimatycznych.

„Naszym największym wnioskiem jest to, że system przybrzeżny jest odporny i może nadal magazynować coraz większe ilości węgla przy umiarkowanym tempie wzrostu poziomu mórz” – mówi dr Kendall Valentine, który kierował badaniem, będąc jednocześnie badaczem ze stopniem doktora w VIMS.large, bagna nie są w stanie nadążyć, system bagien załamuje się, a magazynowanie dwutlenku węgla na wybrzeżach spada”.

Dodaje dr Matt Kirwan, współautor i profesor nadzwyczajny w VIMS: „Nasze badania pokazują, że podnoszenie się poziomu mórz jest obosiecznym mieczem sekwestracji węgla przybrzeżnego. Podczas gdy umiarkowane tempo podnoszenia się poziomu mórz zwiększa produktywność roślin i ochronę węgla w glebie, szybkie wzrost prowadzi do zmian w lokalizacji składowania dwutlenku węgla – od stosunkowo stabilnych lasów po bardziej wrażliwe bagna”.

Oprócz Kirwana, do badania Valentine dołączają były doktor habilitowany VIMS, dr Elaine Herbert, oraz były student David Walters, obecnie doktorant. kandydat Alex Smith i doktor habilitowany dr Yaping Chen.

Naukowcy modelowali zachowanie ekosystemów przybrzeżnych przy tempie wzrostu poziomu mórz w zakresie od 1 do 15 mm rocznie. Ich wyniki pokazują, że magazynowanie węgla podwaja się, gdy tempo podnoszenia się poziomu mórz wzrasta z 2 do 5 mm/rok, i nadal rośnie w tempie do 10 mm/rok. Po osiągnięciu tego „punktu krytycznego” magazynowanie dwutlenku węgla zaczyna się zmniejszać, ponieważ bagna zastępują lasy, a brzegi bagien zwrócone w stronę morza ulegają szybkiej erozji.

Wartości tempa wzrostu wybrane przez zespół oceniają wartości obserwowane obecnie w lokalizacjach na całym świecie i prognozowane na nadchodzące dziesięciolecia. Na przykład zmierzone tempo wzrostu względnego poziomu morza wzdłuż wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych w 2022 r. wahało się od 1,49 mm rocznie w Portland w stanie Maine do 5,38 mm rocznie w Norfolk w Wirginii, zbliżając się do standardu 10 mm rocznie w kilku miejscach wzdłuż wybrzeże Zatoki Meksykańskiej ma względne tempo wzrostu poziomu morza większe niż 8 mm rocznie. 15 mm/rok to globalne tempo wzrostu poziomu mórz przewidziane przez Międzyrządowy Zespół Narodów Zjednoczonych ds. Zmian Klimatu w roku 2100.

Odkrycia naukowca mają ważne implikacje dla wysiłków na rzecz zrównoważenia emisji gazów cieplarnianych poprzez zakup kredytów węglowych. Polityki regulujące kompensację niebieskiego węgla – takie jak te dotyczące sadzenia drzew i innych rozwiązań lądowych lub „zielonego węgla” – uwzględniają tylko węgiel wychwytywany w danym ekosystemie. Ma to na celu uniknięcie podwójnego liczenia węgla, który został początkowo wychwytywany gdzie indziej — na przykład w procesie fotosyntezy w lesie śródlądowym lub rozkwitu fitoplanktonu morskiego — a następnie przetransportowany na wybrzeże.

Wyniki modelowania zespołu wskazują, że znaczna część węgla z torfowiska faktycznie pochodzi spoza torfowiska. „Potwierdzając wyniki poprzednich eksperymentów polowych, odkryliśmy, że do 50% węgla w glebach torfowiskowych powstaje gdzie indziej” – mówi Valentine.