Maailman sisävesiväylät liikuttavat enemmän kuin vain vettä; heillä on keskeinen rooli globaalissa hiilikierrossa, imeytyen hiiltä maasta ja vapauttamalla ilmakehään hiilidioksidina. Mutta ovatko joet tai järvet suurempia kasvihuonekaasupäästöjä? Tänään Nature- lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan joet ja virrat vapauttavat kumulatiivisesti noin viisi kertaa enemmän hiilidioksidia kuin kaikki maailman järvet ja säiliöt, vaikka jälkimmäiset peittävätkin paljon enemmän maan pinnasta.
Monimutkainen tehtävä on selvittää, kuinka paljon hiilidioksidia nämä vesistöt osallistuvat hiilikiertoon. Tutkijoiden on määritettävä maailman järvien, purojen, jokien ja muiden vesistöjen globaali pinta-ala. Sitten heidän on selvitettävä, kuinka paljon hiilidioksidia nämä elimet pitävät ja kuinka nopeasti hiili siirtyy vedestä ilmakehään, tekijä, jota kutsutaan kaasunsiirtonopeudeksi. Epävarmuudet ja tietojen puute kaikilla kolmella alueella ovat vaikeuttaneet pyrkimyksiä määrittää tarkalleen, kuinka paljon hiiltä sisävesillä vapautuu.
Parempien arvioiden saamiseksi Jelen metsä- ja ympäristöopintojen biogeokemian Peter Raymondin johtaman ryhmän oli luotava yksityiskohtaisemmat tietojoukot kaikille kolmelle parametrille. He tarkistivat järvien ja säiliöiden väestölaskentaa ja hyödynsivät lähteistä peräisin olevia tietoja, kuten vaihdettavia avaruusaluslentoja ja Yhdysvaltojen jokien tarkkailijoita, jotta voitaisiin määrittää maailmanlaajuisten vesiväylien laajuus. Sisävedet ovat yleensä tyydyttyneitä hiilidioksidilla, mutta kuinka paljon hiiltä vesissä on, tyypin mukaan. Kaasunsiirtonopeudet oli määritetty aikaisemmissa kokeissa; tekijät, kuten turbulenssi ja järven koko, vaikuttivat siihen, kuinka nopeasti hiilidioksidi kulki järjestelmän läpi.
Tutkijat laskivat, että kaikkien planeetan sisävesien osuus on noin 2, 1 gigatonnia hiiltä ilmakehään vuosittain. Joet ja purot, jotka kattavat noin 241 000 neliökilometriä (624 000 neliökilometriä) maapallosta, vapauttavat noin 1, 8 gigatonnia hiiltä vuodessa. Toinen 0, 32 gigatonnia on peräisin järvistä ja säiliöistä, joiden pinta-ala on 1 000 000 neliökilometriä. Nämä arviot olivat noin kaksi kertaa korkeammat kuin mikään aiemmin tehty, tutkijat huomauttavat. Tulokset ovat kuitenkin yhdenmukaisia yksityiskohtaisten tutkimusten kanssa, jotka on tehty esimerkiksi Amazonin ja lauhkean alueen kaltaisista paikoista. Kaiken tämän näkökulmasta ihmisten odotetaan lisäävän ilmakehään noin 36 gigatonnia hiiltä vuonna 2013.
"Näiden lähteiden suhteellisen merkityksen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää maailman hiilibudjetissa", tutkijat kirjoittavat. ”Purojen ja jokien vuonopeus 1, 8 on suuri, kun otetaan huomioon niiden pieni pinta-ala, mikä vahvistaa käsitettä, että purot ja joet ovat vaihtopisteitä.” Sen lisäksi, että tutkijoille annetaan parempi kokonaiskuva, se korostaa myös paikkoja, jotka ovat suurimpia hiilidioksidia, joka vapautuu jokien, kuten Kaakkois-Aasian, Amazonin, Euroopan ja Kaakkois-Alaskan kautta.
Näissä laskelmissa on kuitenkin edelleen epävarmuutta. Tutkijat jättivät maailman kosteikot pois, koska kasvillisuutensa kanssa ne toimivat hyvin eri tavalla kuin avoimet vesimuodostumat - kosteikon katos voi muuttaa hiilidioksidin liikettä ilmakehään. Tarvitaan myös entistä parempia tietoja kuin tällä hetkellä on saatavilla. "Koska trooppiset alueet ovat vakavasti aliedustettuina globaaleissa tietokokonaisuuksissa, tarvitaan kiireellisesti lisätutkimuksia hiilipitoisuuksista tropiikalla ennustetuilla kuormitusalueilla", Zürichin Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutin biogeokemialainen Bernhard Wehrli kirjoittaa. mukana oleva News & Views -artikkeli.
Lisäksi, Wehrli toteaa, ihmiset ovat muuttaneet vesiväyliä satojen vuosien ajan - vahingoittaneet, tyhjentäneet ja kanavoineet ne. Jotkut näistä rakenteista, kuten patoihin liittyvät turbiinipäästöt, sekä luonnolliset piirteet, kuten vesiputoukset, voivat olla korkean kaasupäästöjen kohteita. Toiset, kuten ihmisen tekemät kanavat ja kuivatut kosteikot, ovat tuottaneet niin muuttuneita järjestelmiä, että ne toimivat hyvin eri tavalla kuin luonnolliset järjestelmät, joihin hiilibudjetin mallit perustuvat.
Nämä epävarmuustekijät antavat kuitenkin paljon ajattelua. Edistävätkö tietyt maatalouskäytännöt hiilen siirtymistä jokiin, joka sitten pääsee ilmakehään hiilidioksidina? Kuinka paljon vesiväyliemme luonnoton muutos vaikuttaa jokien vapauttamaan hiilidioksidin määrään? Näihin kysymyksiin vastaaminen auttaa tutkijoita ymmärtämään, missä määrin ihmisen käyttäytyminen lisää kasvihuonekaasupäästöjä, antaa meille täydellisemmän kuvan ihmisen aiheuttaman ilmastomuutoksen syistä ja missä hiilipäästöjen vähentämisyrityksillä saattaa olla suurin vaikutus.
