To tytuł nowego projektu badawczego, na realizację którego dr Maciej Bartosiewicz z IGF PAN oraz prof. Moritz Lehmann z University of Basel, wspólnie uzyskali finansowanie w wysokości 1 242 106 PLN i dodatkowo 295 281 CHF, w ramach konkursu NCN – OPUS LAP. Zachęcamy do zapoznania się z opisem projektu.
Jeziora i osady denne są naturalnymi bioreaktorami, w których przetwarzane i składowane są znaczne ilości materii organicznej. Ekosystemy jeziorne corocznie uwalniają znaczne ilości gazów cieplarnianych (tj. dwutlenku węgla – CO2, metanu – CH4 i podtlenku azotu – N2O) do atmosfery. Jest to rezultat wysokiego stężenia tych gazów w wodzie w stosunku do ich stężenia w atmosferze w wyniku intensywnego przetwarzania materii organicznej dostarczanej do jezior ze zlewni. Wody powierzchniowe niektórych produktywnych jezior wykazują, jednak, sezonowe minima w stężeniu gazów cieplarnianych (CO2 i N2O), więc mogą również pochłaniać je bezpośrednio z atmosfery.
Głównym pytaniem, na które realizujący projekt spróbują odpowiedzieć, jest określenie stopnia zmienności nasycenia gazami cieplarnianymi wód jezior arktycznych i alpejskich (system jeziorny Revvatnet – Svalbard; Nigardsvatnet – Norwegia; Nero, Bianco i Dentro – Szwajcaria), w odpowiedzi na szybko postępujące w tych rejonach zmiany klimatu. Wydajność uwalniana i pochłaniania gazów cieplarnianych z wód jeziornych jest kontrolowana przez warunki klimatyczne, hydrologiczne oraz biogeochemiczne w zlewniach i samych jeziorach. Biorąc pod uwagę znaczące bezpośrednie lub pośrednie skutki zmian klimatu wpływające na ekosystemy rejonów polarnych i alpejskich, planowana jest analiza wpływu zmian temperatur i opadów na mechanizmy łączności ekosystemów jeziornych, oraz wielkość dopływu i szybkość metabolizmu materii organicznej w toni wodnej i osadach dennych, jak również zmianę tempa i wielkość produkcji emisji poszczególnych gazów cieplarnianych do atmosfery. W celu określenia znaczenia tych efektów w jeziorach polarnych i alpejskich badania w projekcie CONGAS skupią się na rozpoznaniu następujących mechanizmów związanych ze zmianami klimatu:
- bezpośrednich skutkach ocieplenia zwiększającego import materii organicznej do jezior i stymulującego produkcje gazów cieplarnianych;
- zwiększającej się częstotliwości gwałtownych zjawisk meteorologicznych skutkujących znacznymi dopływami materii organicznej do jezior, w wyniku których zwiększa się ilość zawiesiny w wodach powierzchniowych i produkcja CH4 i N2O w kolumnie wody;
- skutkach skrócenia długości trwania zlodzenia jezior, które może powodować większy import materii organicznej do jezior i prowadzić do wydłużenia okresu, podczas którego gazy cieplarniane są uwalniane z wód jeziornych bezpośrednio do atmosfery;
- skutkach zwiększającej się produkcji pierwotnej w jeziorach zasilanych zwiększającą się ilością substancji odżywczych ze zlewnii i skutkujących zubożeniem wód powierzchniowych w CO2 (potencjalne jego pochłanianie z atmosfery) ale wzbogaceniem głębszych wód w CH4 i N2O;
- skutkach zwiększonego dopływu węglanów i krzemianów do jezior prowadzącego do nasilenia chemicznego pochłaniania CO2.
Schemat wybranych skutków zmian w łączności ekosystemów na metabolizm i produkcje oraz emisje gazów cieplarnianych z jezior arktycznych i alpejskich
Dr Bartosiewicz konkluduje:
Całościowo, daleko idące skutki zmian klimatycznych na funkcjonowanie jezior oraz mechanizmy, które zostaną odkryte w projekcie CONGAS pozwolą nam na przewidywanie i opracowanie strategii mających na celu mitygowanie konsekwencji zmian w łączności ekosystemów polarnych. Wyniki przeprowadzonych badań będą niezwykle interesujące dla światowej społeczności naukowej, ale również dla ekspertów formułujących międzynarodowe regulacje klimatyczne i dla szerokiej opinii publicznej.