Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν πραγματοποιηθεί πολυάριθμες μελέτες για την ανταλλαγή αερίων του θερμοκηπίου μεταξύ της ατμόσφαιρας και της βιόσφαιρας. Από αυτά τα αέρια, το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι το πιο μελετημένο, δεδομένης της συνεχούς αύξησης στην ατμόσφαιρα και της συμβολής του στην αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας.
Το ένα τρίτο των εκπομπών CO2 που προκαλούνται από ανθρώπινες δραστηριότητες απορροφάται από τα χερσαία οικοσυστήματα. Τα οικοσυστήματα όπως τα δάση, οι υγρότοποι και οι ζούγκλες παίζουν καθοριστικό ρόλο σε αυτή την απορρόφηση. Ωστόσο, αυτό που συχνά περνά απαρατήρητο είναι αυτό ερήμους και τούνδρες Είναι επίσης σημαντικά σε αυτή τη διαδικασία, αν και με διαφορετικό τρόπο.
Ο ρόλος των ξηρών περιοχών στον κύκλο του άνθρακα
Οι άνυδρες περιοχές, όπως οι έρημοι, παραδοσιακά αγνοούνται όσον αφορά τον ρόλο τους στον κύκλο του άνθρακα. Αυτό οφείλεται στο ότι, σε σύγκριση με άλλα οικοσυστήματα, η βιολογική του δραστηριότητα είναι πολύ χαμηλότερη. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι αυτά τα οικοσυστήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στο παγκόσμιο ισοζύγιο άνθρακα, και όχι μόνο με την απορρόφηση του CO2. Έρευνα με επικεφαλής τον Ανώτερο Συμβούλιο Επιστημονικής Έρευνας (CSIC) έχουν αποκαλύψει ότι το Οι εκπομπές CO2 σε ξηρές περιοχές μπορεί να προκληθούν από τον άνεμο, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «υπόγειος αερισμός».
Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει όταν αέρας φορτωμένος με CO2 που έχει παγιδευτεί στο υπέδαφος αποβάλλεται στην ατμόσφαιρα λόγω των ατμοσφαιρικών αναταράξεων που προκαλούνται από τον άνεμο. Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα έντονη κατά την ξηρή περίοδο σε μέρη με χαμηλή υγρασία του εδάφους. Οι εκπομπές CO2 αυτού του τύπου σε άνυδρα οικοσυστήματα έχουν υποτιμηθεί ευρέως και η τρέχουσα έρευνα δείχνει ότι θα μπορούσαν να συμβάλουν σε μεγάλο βαθμό στην αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου.
Ο πειραματικός ιστότοπος στο Cabo de Gata
Μία από τις πιο σχετικές μελέτες για τον υπόγειο αερισμό έχει διεξαχθεί σε ένα ημίξηρο εσπαρταλικό δάσος στο φυσικό πάρκο Cabo de Gata-Níjar, στην Αλμερία. Αυτή η τοποθεσία επιλέχθηκε λόγω των ακραίων ξηρών συνθηκών και της χαμηλής βιολογικής της δραστηριότητας, γεγονός που την καθιστά ιδανικό σημείο αναφοράς για τη μέτρηση των εκπομπών CO2 σε ξηρά κλίματα. Για έξι χρόνια, μεταξύ 2009 και 2015, οι ερευνητές μέτρησαν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στο έδαφος και την ατμόσφαιρα.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, σε πιο ανεμοδαρμένες και ξηρότερες συνθήκες, συμβαίνουν σημαντικές εκπομπές CO2 από το έδαφος στην ατμόσφαιρα, μεταβάλλοντας το ισοζύγιο άνθρακα. Μάλιστα παρατηρήθηκε ότι σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές CO2 παγιδευμένο υπόγεια εκλύεται σε μεγάλες ποσότητες, σχηματίζοντας ένα επιπλέον ρεύμα εκπομπών.
Η τρωτότητα του άνθρακα που αποθηκεύεται σε άνυδρα εδάφη
Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, Ο οργανικός άνθρακας που αποθηκεύεται σε άνυδρα εδάφη είναι πολύ πιο ευάλωτος από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Τα ορυκτά του εδάφους αναμενόταν να λειτουργήσουν ως προστατευτικές ασπίδες για την πρόληψη της απελευθέρωσης αυτού του άνθρακα. Ωστόσο, έρευνα του Ινστιτούτου Αγροτικών Επιστημών (ICA) του CSIC αποκάλυψε ότι τα ορυκτά που υπάρχουν σε αυτές τις περιοχές δεν είναι τόσο αποτελεσματικά όσο πιστεύεται. Ως αποτέλεσμα, η αυξημένη ξηρασία και οι θερμοκρασίες λόγω της κλιματικής αλλαγής προκαλούν απροσδόκητες απώλειες άνθρακα σε αυτά τα οικοσυστήματα.
Αυτές οι απώλειες άνθρακα έχουν διπλό αντίκτυπο. Αφενός, απελευθερώνουν περισσότερο CO2 στην ατμόσφαιρα, το οποίο συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Από την άλλη πλευρά, αυτή η απώλεια επηρεάζει επίσης άμεσα τη βιοποικιλότητα και τη γονιμότητα του εδάφους σε ξηρές περιοχές, καθώς ο οργανικός άνθρακας είναι απαραίτητος για αυτά τα οικοσυστήματα.
Οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε ξηρές περιοχές
Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει σοβαρά τα άνυδρα και ημίξηρα οικοσυστήματα. Οι προβολές των αύξηση της ξηρασίας και επέκταση των άνυδρων ζωνών θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά το φαινόμενο του υπόγειου αερισμού, με το οποίο αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να μετατραπούν από καταβόθρες άνθρακα σε καθαρές εκπομπές CO2.
Μια μελέτη από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας King Abdullah εκτιμά ότι αυτή η κατάσταση θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς το παγκόσμιο ισοζύγιο άνθρακα. Εάν δεν ληφθούν μέτρα για τον μετριασμό των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, τα άνυδρα οικοσυστήματα θα μπορούσαν να επιταχύνουν τη διαδικασία της υπερθέρμανσης του πλανήτη, συνεισφέροντας σημαντικές ποσότητες επιπλέον CO2 στην ατμόσφαιρα.
Περαιτέρω, σε αυτές τις περιοχές όπου η η υγρασία του εδάφους είναι μικρότερη από 30%, ο άνεμος και η έλλειψη βλάστησης διευκολύνουν τη διαφυγή του CO2 που έχει παγιδευτεί στο υπέδαφος. Αυτό υποδηλώνει ότι οι κλιματικές προβλέψεις για τις επόμενες δεκαετίες θα μπορούσαν να επιδεινώσουν την κατάσταση σε ξηρές περιοχές, αυξάνοντας τις εκπομπές CO2 παγκοσμίως.
Από την άλλη πλευρά, ορισμένες μελέτες υποδεικνύουν ότι οι άνυδρες περιοχές θα μπορούσαν να δεσμεύσουν περισσότερο CO2 από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, εάν ήταν «πρασινισμένες». Φυτά προσαρμοσμένα σε ξηρά περιβάλλοντα, μαζί με ορισμένους μικροοργανισμούς του εδάφους, θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για την αποκατάσταση των ικανοτήτων απορρόφησης άνθρακα σε αυτές τις περιοχές.
Συνοπτικά, αν και οι άνυδρες ζώνες έχουν παραβλεφθεί στις μελέτες του κύκλου του άνθρακα, πρόσφατη έρευνα υπογραμμίζει τη συνάφεια και τη μεγάλη πολυπλοκότητά τους. Η αύξηση των εκπομπών CO2 λόγω του υπόγειου αερισμού και η ευπάθεια του αποθηκευμένου άνθρακα καθιστούν αυτές τις περιοχές απαραίτητο επίκεντρο της προσοχής στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής.