Етиловий і метиловий спирти, що виділяються при таянні вічної мерзлоти, переробляються бактеріями з верхніх ґрунтових шарів, але чи сповільнить це темпи глобального потепління?
Коли говорять про вплив глобального потепління на Арктику, то багато хто бачить небезпеку в першу чергу в таненні льодів і підвищенні рівня світового океану, а також у складному майбутньому білих ведмедів. Однак є ще один процес, що викликає серйозні побоювання - танення вічної мерзлоти. Проблема полягає в тому, що в замерзлому ґрунті містяться великі обсяги газів і летючих органічних сполук, які можуть почати надходити в атмосферу, якщо вічна мерзлота перестане бути вічною.
Потрапивши в атмосферу, такі сполуки можуть провокувати утворення аерозолів і парникових газів, що буде прискорювати і без того високі темпи зміни клімату. Спробу розібратися в процесах, які будуть відбуватися з вічною мерзлотою, якщо вона все-таки росте, зробила група європейських дослідників. Об'єктом вивчення стали зразки ґрунтів, відібрані із зони вічної мерзлоти в Гренландії.
Дослідники зібрали два види ґрунтів: одні з глибини, на якій тримаються постійні негативні температури, а інші - з поверхні, яка періодично відстоює в період недовгого арктичного літа. Це було необхідно для того, щоб зрозуміти, що буде відбуватися з летючими органічними речовинами, коли вони вивільняться з таючих шарів на глибині і почнуть просочуватися ближче до поверхні. Справа в тому, що верхні шари ґрунту насичені різними мікроорганізмами, які починають активну діяльність, як тільки температура ґрунту змінюється з мінуса на плюс. І цілком можливо, що вони можуть харчуватися надходять «знизу» речовинами.
Варто сказати і про те, звідки в замерзлому ґрунті з'являються летючі органічні речовини. Незважаючи на те, що температура цих шарів не підвищується вище 0 ° C роками, а то й тисячоліттями, деякі мікроорганізми пристосувалися зберігати активність навіть у таких недружніх умовах. Продукти життєдіяльності бактерій будуть поступово накопичуватися в мерзлому ґрунті до тих пір, поки танення ґрунту не викличе їх швидке вивільнення.
Що стосується хімічного складу «видиху» гренландської вічної мерзлоти, то він досить незвичайний. Більш ніж наполовину він складається з етилового спирту, слідом за ним йде метиловий спирт, ацетальдегід, ацетон, формальдегід і ще близько трьох сотень органічних сполук - принаймні стільки вдалося виявити в зразках. Якщо ж цей потік речовин пропустити крізь шар ґрунту, взятий з поверхні, то практично весь обсяг летючих речовин буде поглинений і перероблений населяючими його мікроорганізмами.
Цікаво, що етанол і метанол - два основних летючих органічних компоненти, по-різному використовуються бактеріями з верхнього ґрунтового шару. Практично весь метанол переробляється ними у вуглекислий газ, а це говорить про те, що бактерії використовують його як джерело енергії. А ось етиловий спирт бактерії використовують переважно як джерело вуглецю для росту і синтезу необхідних речовин.
Може здатися, що результати проведеного дослідження дозволяють не так сильно турбуватися про танення вічної мерзлоти, адже бактерії у верхніх шарах ґрунту, як з'ясувалося, можуть запросто з'їсти практично все, що просочиться з відтаючої землі. Однак це не зовсім так.
По-перше, більшу частину сполук бактерії перероблять у вуглекислий газ, який так чи інакше надійде в атмосферу. По-друге, при швидкому таненні бактерії можуть просто не впоратися з надходить обсягом органіки, оскільки їм потрібен час, щоб її переробити і час, щоб просто встигнути розмножитися. Крім того, зовсім не обов'язково, що летюча органіка від таючого ґрунту буде неодмінно проходити крізь шар біологічно активного ґрунту, а не потрапляти безпосередньо в атмосферу.
За матеріалами Nature Communications