Παρασκευή, 23 Δεκεμβρίου 2011

Αποψυγμένα μικρόβια μπορούν να ελέγξουν το κλίμα

physics4u.wordpress.com

Δεδομένου ότι το μόνιμο στρώμα του πάγου της Αρκτικής θα λιώσει δυστυχώς κατά τις προσεχείς δεκαετίες, κάποιοι μικροοργανισμοί που μένουν εκεί κατεψυγμένοι για πολύ καιρό θα αποψυχθούν και θα ξεκινήσουν την λειτουργία τους στο έδαφος. Οι πρώτοι μικροοργανισμοί έχουν ήδη αρχίσει να ξυπνούν – και οι πρώτες ενδείξεις είναι ότι θα έχουν σημαντικό αντίκτυπο για την αλλαγή του κλίματος της Γης.

Δεδομένου ότι το μόνιμο στρώμα του πάγου (permafrost) της Αρκτικής λιώνει, μπορεί να προκύψει μια ανεξέλεγκτη υπερθέρμανση του πλανήτη μας, επειδή τα τεράστια ποσά οργανικού άνθρακα (μεθάνιο) που περιέχει το μόνιμο στρώμα του πάγου, θα διαφύγει στην ατμόσφαιρα.
Για να γνωρίσουν το πώς οι μικροοργανισμοί του μόνιμου στρώματος του πάγου  θα ανταποκριθούν σε μια απόψυξη τους, η Janet Jansson του Εργαστηρίου Lawrence στο Μπέρκλεϋ και οι συνεργάτες της συνέλεξαν τρία δοκίμια (πυρήνες) πάγου, τα οποία πήραν από το μόνιμο στρώμα του πάγου στην κεντρική Αλάσκα. Στο εργαστήριο τους ξεπάγωσαν τα δείγματα από κάθε πυρήνα και τα διατήρησαν στους 5° C. Για τις δύο πρώτες ημέρες η τήξη των πάγων απελευθέρωσε άφθονο μεθάνιο που είχε παγιδευτεί όταν σχηματίστηκε, αλλά ο ρυθμός ελευθέρωσης του στη συνέχεια έπεσε γρήγορα.
Αυτό συμβαίνει γιατί οι μικροοργανισμοί του εδάφους όταν ξεπάγωναν άρχισαν να φτιάχνουν μεθάνιο, που προστέθηκε στις εκπομπές, ενώ άλλοι το κατανάλωναν και το μετέτρεψαν σε διοξείδιο του άνθρακα.
“Ήταν μια πολύ γρήγορη απόκριση", λέει η Jansson. Η ομάδα της πήρε δείγματα DNA από το μόνιμο στρώμα του πάγου, καθώς θερμαινόταν, που τους επέτρεψε έτσι να παρακολουθούν το πώς άλλαζε ο μικροβιακός πληθυσμός.
Πολλές μελέτες έχουν εξετάσει τα αέρια που διαφεύγουν από την απόψυξη του μόνιμου στρώματος του πάγου, αλλά γνωρίζαμε λίγα για το πώς τα μικρόβια επηρεάζουν τη διαδικασία, λέει ο Torben Christensen του Πανεπιστημίου του Lund στη Σουηδία.
Το οικοσύστημα του μόνιμου στρώματος του πάγου είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου ανεξερεύνητο. "Οι περισσότεροι από τους μικροοργανισμούς στο μόνιμο στρώμα του πάγου δεν έχουν ποτέ καλλιεργηθεί, και πάνω από το 90 τοις εκατό είναι αγνώστων στοιχείων," τονίζει η Jansson.

Κατεψυγμένα μικρόβια

Το μεθάνιο όπως γνωρίζουμε είναι πολύ ισχυρότερο αέριο του θερμοκηπίου από ότι το CO2, αν και δεν παραμείνει στην ατμόσφαιρα για πολύ διάστημα. Η Jansson εξηγεί ότι μια απελευθέρωση του CO2 θα είναι ακόμα πιο άσχημο νέο, αλλά προτιμότερο από το μεθάνιο.
Είναι από καιρό γνωστό ότι οι μικροοργανισμοί που τρέφονται με μεθάνιο θα τρέφονται από αυτό μετά την απόψυξη του μόνιμου στρώματος πάγου, λέει ο Torben Christensen. "Τουλάχιστον το 50 τοις εκατό της ακαθάριστης παραγωγής του μεθανίου θα είναι οξειδωμένο." Με άλλα λόγια, θα καταναλώνεται.
Το ερώτημα είναι, αν τα μικρόβια που καταναλώνουν μεθάνιο θα είναι σε θέση να καταναλώσουν το μεγαλύτερο μέρος του αερίου, όταν το μόνιμο στρώμα του πάγου αρχίσει να λιώνει. Ο Torben Christensen υποστηρίζει πως θα εξαρτηθεί από το τι συμβαίνει στον υδροφόρο ορίζοντα. Υψηλότερος υδροφόρος ορίζοντας θα σημαίνει περισσότερο μεθάνιο και λιγότεροι μικροοργανισμοί για να το καταναλώσουν, ενώ χαμηλότερος υδροφόρος ορίζοντας σημαίνει το αντίθετο.
Επίσης, ένα άλλο θέμα που αυξάνει τις ανησυχίες μας είναι κάποιες ενδείξεις ότι η απόψυξη του μόνιμου στρώματος του πάγου μπορεί να ελευθερώσει μεγάλες ποσότητες του οξειδίου του αζώτου – γνωστό και ως αέριο του γέλιου – που είναι ένα ακόμη πιο ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου από το μεθάνιο, ενώ  καταστρέφει και το στρώμα του όζοντος.
Καθώς τα δείγματα του μόνιμου πάγου αποψύχθηκαν η ομάδα δεν είδε καμία αύξηση στα επίπεδα των μικροβίων που παράγουν ένα ειδικό ένζυμα που μετατρέπει το υποξείδιο του αζώτου σε αβλαβές άζωτο. Χωρίς αυτό το υποξείδιο του αζώτου θα μπορούσε να δραπετεύσει δυστυχώς από εκεί μέσα χωρίς να γίνει ακίνδυνο.
Ο Christensen έχει δημιουργήσει ένα σύστημα παρακολούθησης των εκπομπών των αερίων θερμοκηπίου από την απόψυξη του μόνιμου στρώματος του πάγου, και βλέπει ότι αυξάνει το υποξείδιο του αζώτου, όπως και το CO2και το μεθάνιο.

Πηγή: New Scientist

Δεν υπάρχουν σχόλια: