Forskningsprojekt Kan ett ökat tillflöde av järn från tinande permafrost förstärka omfattningen och stabiliteten hos kolsänkan i arktiska sjöar?
Ökade flöden av terrestert organiskt kol och järn färgar klara arktiska vatten orangea, vilket leder till en synlig förändring av akvatiska ekosystem – ett fenomen som kallas 'rostbildning'. Detta skulle kunna stärka arktiska sjöars potential som kolsänkor, eftersom interaktioner mellan organiskt kol och reaktiva mineral, såsom järnoxider, främjar långsiktig lagring av kol i jordar och sediment. Det övergripande syftet med detta projekt är att fastställa vilken betydelse interaktioner mellan organiskt material och mineral har för mängden och stabiliteten hos kolsänkor i arktiska sjöar.
Vrije Universiteit Amsterdam (Prof. J Vonk)
Leeds University (Prof. C Peacock)
Shanghai Jiao Tong University (Prof. X Cui)
Sjöar är aktiva system för kolomsättnings avoch utgör tillsammans en globalt betydande kolsänka, jämförbar i storlek med oceanerna; trots detta är de mekanismer som bevarar kol i sjösediment fortfarande dåligt förstådda. Över 65 % av världens sjöar finns på höga breddgrader där förstärkt uppvärmning och pågående upptining av permafrost mobiliserar stora mängder organiskt och mineralt material till inlandsvatten, med potential att fundamentalt förändra sjöars koldynamik. I synnerhet orsakar ökade flöden av terrestriskt organiskt kol och järn en synlig ekosystemförändring i arktiska inlandsvatten, ett fenomen som kallas "rostning". Detta kan öka potentialen för arktiska sjöar som kolsänkor eftersom interaktioner mellan organiskt kol och reaktiva mineraler, såsom järnoxider, är centrala för långsiktig kolinlagring i
jordar och marina sediment. Trots detta har betydelsen av dessa organominerala interaktioner försummats i sötvattenssediment. Eftersom permafrosttining levererar nyckelkomponenterna för sådana interaktioner och "rostning" blir alltmer utbredd, är det både angeläget och högst relevant att undersöka deras inverkan på kolinlagring i arktiska sjösediment. Det centrala syftet med detta projekt är att fastställa betydelsen av organo-minerala interaktioner för mängden och stabiliteten av kolsänkan i arktiska sjöar. För att bedöma effekten på kolinlagring kommer jag att kvantifiera pooler av mineralassocierade kolfraktioner i sedimentkärnor från 30 sjöar med varierande grad av "rostning" över Grönland och arktiska Skandinavien. Genom att fokusera på sjöar som systematiskt varierar i förhållandet mellan organiskt kol och järn samt syreförhållanden i djupvattnet, två nyckelfaktorer som bestämmer potentialen för organo-minerala interaktioner, är projektet utformat för att identifiera de faktorer som styr kolinlagring och kolstabilitet i sjösediment. För att karaktärisera hur organo-minerala interaktioner påverkar stabiliteten hos lagrat kol kommer jag att använda avancerade tekniker, inklusive stegvis pyrolys-oxidation kopplad till radiokoldatering, molekylär fingeravtrycksanalys och inkubationer som tillsammans belyser fysiska, kemiska och mikrobiella aspekter av sedimentkolets reaktivitet. Detta projekt kommer att ge nya insikter om de faktorer som bestämmer kolsänkepotentialen hos arktiska sjöar och mer generellt om vår förståelse av organominerala interaktioners roll i kolbevarande.
