Dlaczego dieta bakterii wpływa na ocieplenie klimatu?
Zapewne słyszeliście już o wiecznej zmarzlinie. Większość wiadomości, które pojawiły się w ostatnim czasie, zwraca uwagę na topnienie się wiecznej zmarzliny w regionach Arktyki i Antarktydy, choć wieczna zmarzlina występuje również w Alpach, na niskich szerokościach geograficznych. Globalne ocieplenie przyspiesza topnienie wiecznej zmarzliny. Powoduje to uwalnianie się do atmosfery metanu, który jest silnie działającym gazem cieplarnianym. Bezpośrednie uwolnienie metanu (głównego składnika gazu ziemnego) następuje, gdy bakterie produkujące metan zjadają materię organiczną w gnijącej glebie, która była magazynowana w wiecznej zmarzlinie na przestrzeni tysięcy lat. Dlatego wielu naukowców przewiduje uwolnienie dużej ilości metanu z tego źródła, na skutek globalnego ocieplenia.
Prawdopodobnie nie słyszeliście jednak o interesującym przełomie, który związany jest z pewnym typem materii organicznej, która zmagazynowana jest w wiecznej zmarzlinie, a o której naukowcy dyskutowali przez dziesięć ostatnich lat. Nazywa się jedoma i jest określana jako „bogata organicznie” (ok. 2 procent węgla, pod względem masy) wieczna zmarzlina z epoki plejstocenu, złożona w 50-90 procentach z lodu (pod względem objętości). Jedoma jest zmagazynowana na dziesiątkach, a nawet na setkach metrów głębokości wiecznej zmarzliny w Arktyce.
Wraz z innymi naukowcami wykazaliśmy niedawno na Uniwersytecie Stanowym Florydy, że wraz z topnieniem tego typu wiecznej zmarzliny, jedoma uwalnia się do pobliskich gleb i pewna jej część jest transportowana rzekami z lądu do Oceanu Arktycznego. Większość naukowców zapewne zakładałaby, że starożytna materia organiczna tego typu nie będzie zbyt łatwo przyswajalna dla współczesnych organizmów, takich jak bakterie. Jednak okazuje się, że jest ona niezwykle „świeża” w swoim składzie, a w związku z tym jest bardzo łatwo przyswajalna dla mikroorganizmów. A z tego, jak się okazuje, wynikają poważne konsekwencje dla wiecznej zmarzliny i dla globalnego ocieplenia, ponieważ w tym procesie wytwarzany jest inny gaz cieplarniany – dwutlenek węgla.
Mrożone warzywa dla bakterii
Dlaczego współczesne organizmy mogą żywić się starożytną materią organiczną z wiecznej zmarzliny? Bo uległa szybkiemu zamrożeniu dziesiątki tysięcy lat temu, kiedy nie nastąpił jeszcze proces rozkładu. W swej istocie jedoma jest jak mrożone warzywa, czyli świeże produkty rolne, które zostają zamrożone (zanim wystąpi jakakolwiek forma rozkładu), dzięki czemu składniki odżywcze zostają zachowane w stanie zamrożonym.
To oznacza zupełnie inne postrzeganie procesu przetwarzania materii organicznej na Ziemi. „Stara”, zmagazynowana i ukryta w ziemi materia organiczna jest zazwyczaj postrzegana jako będąca w stanie zaawansowanego rozkładu i zawierająca śladową ilość składników odżywczych dla współczesnych organizmów. Jednak odkryliśmy, że w tym przypadku tak nie jest.
Czemu powinniśmy zajmować się jedomą? Mamy do czynienia ze sprzężeniem zwrotnym, wynikającym z uwalniana się metanu z topniejącej wiecznej zmarzliny – uwalnianie się metanu wzmacnia ocieplanie [atmosfery] i powoduje topnienie jeszcze większej ilości wiecznej zmarzliny.
Ponadto mamy teraz również łatwo przyswajalne źródło materii organicznej (jedomę), które uwalniane jest z topniejącej wiecznej zmarzliny, a którą bakterie szybko spożywają. W trakcie tego procesu wytwarzają jeszcze jeden gaz cieplarniany, dwutlenek węgla. W związku z tym, że w lodach wiecznej zmarzliny zmagazynowane są ogromne ilości metanu, ich potencjał do zatrzymywania ciepła jest większy niż dwutlenku węgla pochodzącego ze strawionej jedomy. Naukowcy właśnie prowadzą badania nad uwalnianiem się jedomy, żeby lepiej zrozumieć jej całościowy wpływ na tempo ocieplania się planety.
Datowanie radiowęglowe, które wprawia w zakłopotanie
Jest jeszcze jeden interesujący skutek pojawienia się jedomy w naszych współczesnych ekosystemach w Arktyce. W opublikowanej niedawno książce The Oldest Living Things in the World (Najstarsze stworzenia żyjące na świecie), Rachel Sussman pisze o zaskakującej rozpiętości długości życia żywych organizmów, zaczynając od brzuchorzęsek (są to mikroskopijne organizmy, przypominające robaki, żyjące zarówno w wodach słodkich, jak i słonych), które żyją tylko przez trzy dni, kończąc na bakteriach odkrytych w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie, które liczą sobie od 600 tysięcy do 700 tysięcy lat.
Gdy teraz wyobrazimy sobie ogromne ilości jedomy uwolnionej do lądowych i wodnych ekosystemów w Arktyce – a wiemy, że jest ona szybko konsumowana w dolnej części łańcucha pokarmowego – to w końcu przedostanie się ona również do jego górnej części, gdzie organizmy będą odżywiały się materią organiczną, która liczy sobie dziesiątki lub tysiące lat. Skoro „jesteśmy tym, co jemy”, to znaczy, że tkanki tych organizmów, datowane radiowęglowo, powinny liczyć sobie tysiące lat – będzie to bardzo dziwne.
A zatem w czasach antropocenu, w których zasady wciąż się zmieniają, możemy odnotować kolejny zwrot, gdyż żyjący trzy dni brzuchorzęsek może w momencie śmierci liczyć sobie tysiące lat.
Thomas S. Bianchi jest profesorem geologii na Uniwersytecie Stanowym Florydy.
Tłum. Michał Aleksandrowicz. Tekst ukazał się na stronie The Conversation, 5 października 2015 r.
***
Tekst powstał w ramach projektu Stacje Pogody (Weather Stations) współtworzonego przez Krytykę Polityczną, który stawia literaturę i narrację w centrum dyskusji o zmianach klimatycznych. Organizacje z Berlina, Dublina, Londynu, Melbourne i Warszawy wybrały pięcioro pisarzy do programu rezydencyjnego. Dzięki niemu stworzono pisarzom okazje do wspólnej pracy i zbadania, jak literatura może inspirować nowe style życia w kontekście najbardziej fundamentalnego wyzwania, przed którym stoi dzisiaj ludzkość – zmieniającego się klimatu. Polskim pisarzem współtworzącym projekt jest Jaś Kapela.
**Dziennik Opinii nr 328/2015 (1112)
