Természetes laboratórium a felmelegedés vizsgálatára
A Hveragerði környéki geotermikus területen, ahol a felszín alatt akár 40 °C-kal is nőhet a talaj hőmérséklete, a kutatók egyedülálló lehetőséget kaptak arra, hogy megfigyeljék a hosszú távú felmelegedés hatásait. Egy 2008-as földrengés alapjaiban változtatta meg a terület vízellátását, a talaj és az ökoszisztéma egy része a megszokottnál naponta átlagosan 0,5–40 °C-kal volt melegebb. Ez elképesztő természetes laboratóriumot teremtett, ahol mérhető, hogyan reagálnak a mikrobák és a növények a tartósan magasabb hőmérsékletre.
A korábbi vizsgálatokból kiderült, hogy a felmelegedett talajban a mikrobák aktivitása nő, miközben a növények még téli álomban vannak. A mikrobák által kibocsátott nitrogéntartalmú vegyületek elpárologtak, vagy a talajvízbe szivárogtak, így jelentős mennyiségű nitrogén veszett el a rendszerből. Az elhagyott üvegházak, amelyeket valaha ezekben az északi régiókban működtettek, ma már csak figyelmeztető emlékei annak, milyen erőteljes hatása van a klímaváltozásnak magasabb szélességi körökön.
Mikrobák nitrogénrablása
A friss kutatásban nitrogén-15-ös izotópot juttattak a talajba, így pontosan követhették, a növények mennyit szívtak fel, és mi történt a tápanyaggal. Az újdonság az, hogy a kezdeti tápanyagveszteség után a mikrobák konzervatívabb stratégiára váltottak: már nem a talajból vesznek fel annyival több nitrogént, hanem a meglévőt saját anyagcseréjükön belül újrahasznosítják. Emellett jelentősen csökkentették az ammóniumtermelésüket is – ez olyan melléktermék, amelyet a növények korábban hasznosítani tudtak volna.
Ez a stratégiaváltás kettős hatást eredményez: egyrészt kedvező, mert a rendszerből kevesebb nitrogén szökik el a környezetbe. Másrészt viszont a növények éhezni kezdenek, mivel a mikrobák uralják a nitrogénforrásokat, így egyre kevesebb jut nekik ebből a létfontosságú tápanyagból. Ha a mikrobák tartósan maguknál tartják e vegyületeket, versenyhelyzet alakul ki a növények és a mikrobák között.
Az elhanyagolt üvegházhatás és kérdőjelek
A vizsgálatok szerint az első öt évben a tápanyagveszteség ugyanolyan jelentős, mint tíz év elteltével. Ez arra utal, hogy a nitrogénveszteség a legkorábbi stádiumban a legnagyobb, vagyis a klímaváltozás első hulláma már komoly változásokat indíthat el a talaj élettanában. Mindazonáltal az sem biztos, hogy a mostani eredmények teljesen általánosíthatók: ezek az izlandi vulkanikus talajok egészen mások, mint a Skandináviában és Oroszországban található tőzeglápok, amelyekben sokkal több szerves anyag található. Az ott felgyülemlett szén teljesen más módon reagálhat a felmelegedésre; éppen ezért van szükség hosszabb távú vizsgálatokra a sarkvidék változatos ökoszisztémáiban.
Összefoglalásként megjegyezhető, hogy
A legfontosabb kérdés még mindig megválaszolatlan: vajon a mikrobák nitrogénraktározó magatartása tényleg hozzájárul-e a növényzet gyengüléséhez, és ezzel a légköri szén-dioxid-szint növekedéséhez? Rövid távon úgy tűnik, a talaj mikrovilága nagyobb hatással bír az éghajlatra, mint eddig gondoltuk. Ha a sarkvidéki talajokban a nitrogén- és szénfelhalmozódás egyensúlya felborul, az egész bolygót érintő üvegházhatás erősödhet – miközben a növények már nem tudják ellensúlyozni a kibocsátásokat fokozott növekedéssel.
