Mult timp, oamenii de știință au considerat că bacteriile metanotrofe reprezintă unul dintre cele mai eficiente filtre naturale împotriva metanului, unul dintre cele mai puternice gaze cu efect de seră. Aceste microorganisme consumă metanul produs în sedimentele râurilor, lacurilor și zonelor umede înainte ca acesta să ajungă în atmosferă.
Totuși, un nou studiu internațional sugerează că această barieră biologică are limite mult mai stricte decât se credea. Pe măsură ce planeta se încălzește, producția de metan crește atât de rapid încât bacteriile nu mai reușesc să țină pasul, iar râurile ar putea deveni surse din ce în ce mai importante de emisii de gaze cu efect de seră.
Un filtru natural care funcționează, dar nu suficient
Metanul (CH₄) este al doilea cel mai important gaz cu efect de seră după dioxidul de carbon, însă, moleculă cu moleculă, contribuie mult mai intens la încălzirea climei în primele decenii după eliberarea sa în atmosferă. O parte importantă a metanului natural este produsă de microorganisme anaerobe care trăiesc în sedimentele bogate în materie organică ale râurilor și lacurilor.
Din fericire, natura a dezvoltat un mecanism de apărare. În zonele unde oxigenul este prezent, bacteriile metanotrofe utilizează metanul drept sursă de energie și îl transformă în dioxid de carbon și apă. Deși și dioxidul de carbon contribuie la efectul de seră, impactul său imediat este mult mai redus decât al metanului.
Ani la rând, cercetătorii au presupus că acest filtru biologic s-ar putea adapta automat dacă producția de metan ar crește. Noul studiu demonstrează însă că această ipoteză este prea optimistă.
De ce încălzirea globală schimbă regulile jocului
Pentru a înțelege modul în care temperatura influențează acest echilibru, cercetătorii au analizat peste 50 de pâraie și râuri încălzite natural de activitatea geotermală din Islanda, Alaska, Groenlanda, Svalbard și Peninsula Kamceatka. Aceste ecosisteme oferă un laborator natural în care temperaturile apei variază de la aproximativ 1 °C până la peste 35 °C, simulând efectele încălzirii climatice fără intervenții artificiale.
Rezultatele au fost surprinzătoare. Pe măsură ce temperatura apei crește, microorganismele producătoare de metan devin tot mai active, generând cantități din ce în ce mai mari de gaz. În schimb, bacteriile metanotrofe își măresc foarte puțin rata de consum.
Cu alte cuvinte, există un prag biologic peste care aceste bacterii nu mai pot accelera suficient. Cercetătorii descriu acest fenomen drept un „filtru fix al metanului”, ceea ce înseamnă că eficiența naturală de eliminare a gazului rămâne aproape constantă chiar și atunci când producția lui explodează.
Majoritatea metanului scapă în atmosferă
Una dintre cele mai importante concluzii ale studiului este că, în special în pâraiele mici – responsabile pentru cea mai mare parte a emisiilor fluviale de metan – bacteriile consumă mai puțin de 5% din metanul produs înainte ca acesta să ajungă în atmosferă. Restul se eliberează aproape integral în aer, contribuind la intensificarea efectului de seră.
Modelele climatice dezvoltate pe baza acestor observații estimează că, până la sfârșitul secolului, încălzirea globală ar putea determina o creștere de aproximativ 40% a emisiilor de metan provenite din ecosistemele dulcicole, ceea ce s-ar traduce într-o creștere de aproximativ 20% a emisiilor globale naturale de metan.
Acest mecanism reprezintă un exemplu clasic de feedback climatic pozitiv: temperaturile mai ridicate determină emisii mai mari de metan, iar metanul suplimentar accelerează la rândul său încălzirea planetei.
Ce ne arată studiile realizate pe râurile lumii
Rezultatele sunt susținute și de cercetări efectuate în râurile din Belgia și din Africa Centrală. Aceste studii au arătat că bacteriile metanotrofe sunt mai active în râurile tropicale decât în cele temperate, însă nici acolo nu reușesc să compenseze creșterea emisiilor provocată de temperaturile mai ridicate și de aportul crescut de nutrienți, precum nitrații proveniți din agricultură.
Aceste observații sugerează că limitările bacteriilor metanotrofe nu reprezintă un fenomen local, ci unul general, întâlnit în ecosisteme foarte diferite de pe glob.
Mai mult, ele indică faptul că schimbările climatice și activitățile umane pot acționa simultan, amplificând producția de metan și reducând eficiența mecanismelor naturale care ar putea limita aceste emisii.
O lecție importantă despre limitele autoreglării naturii
Descoperirea schimbă într-o anumită măsură modul în care înțelegem rolul ecosistemelor de apă dulce în ciclul global al carbonului. Până acum exista speranța că procesele microbiologice vor compensa automat o parte din efectele încălzirii globale. Studiul arată însă că natura are propriile limite fiziologice și biochimice.
Acest lucru nu înseamnă că bacteriile metanotrofe își pierd importanța. Ele continuă să elimine anual cantități uriașe de metan și reprezintă o componentă esențială a echilibrului ecologic. Însă ele nu pot deveni, singure, soluția pentru reducerea emisiilor într-o lume aflată în continuă încălzire.
Concluzia cercetătorilor este clară: reducerea emisiilor antropice de gaze cu efect de seră rămâne cea mai eficientă strategie pentru limitarea încălzirii globale. Dacă temperatura medie a planetei continuă să crească, chiar și cele mai eficiente mecanisme naturale de reglare vor deveni insuficiente, iar râurile și alte ecosisteme dulcicole vor contribui tot mai mult la acumularea metanului în atmosferă.
Sursa: Earth.com