Tin tức Vũ trụ TV

Mức oxy thấp trong các hồ và hồ chứa có thể đẩy nhanh sự thay đổi toàn cầu

Ngày:
Th12 11, 2020
Tóm lược:

Cuối cùng, nghiên cứu này rất quan trọng đối với cách các nhà nghiên cứu và công chúng nghĩ về cách các hệ sinh thái nước ngọt tạo ra khí nhà kính trong tương lai. Với nồng độ oxy thấp ngày càng tăng trong các hồ và hồ chứa trên khắp thế giới, các hệ sinh thái này sẽ tạo ra nồng độ khí mêtan cao hơn trong tương lai, dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu nhiều hơn.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Hồ chứa Beaverdam ở Vinton, Virginia. Ảnh: Alexandria Hounshell.
Hồ chứa Beaverdam ở Vinton, Virginia.
Ảnh: Alexandria Hounshell.

Do việc sử dụng đất và biến đổi khí hậu, các hồ và hồ chứa trên toàn cầu đang chứng kiến ​​sự giảm mạnh nồng độ oxy trong vùng nước đáy của chúng. Đã có nhiều tài liệu chứng minh rằng nồng độ ôxy thấp có tác động bất lợi đến cá và chất lượng nước, nhưng ít người biết rằng những điều kiện này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến nồng độ carbon dioxide và methane trong nước ngọt.

Carbon dioxide và methane là những dạng carbon cơ bản có thể được tìm thấy trong bầu khí quyển của Trái đất. Cả hai loại khí này đều gây ra một phần hiệu ứng nhà kính, một quá trình làm tăng nhiệt độ không khí toàn cầu. Khí mê-tan có tác dụng gây hiệu ứng nhà kính gấp 34 lần so với khí carbon dioxide, vì vậy việc biết mức độ oxy thấp trong các hồ và hồ chứa ảnh hưởng đến cả carbon dioxide và mêtan có thể có ý nghĩa quan trọng đối với sự nóng lên toàn cầu.

Cho đến nay, các nhà nghiên cứu không có bất kỳ dữ liệu thực nghiệm nào từ quy mô toàn hệ sinh thái để khẳng định chắc chắn rằng sự thay đổi oxy có thể ảnh hưởng đến hai loại khí nhà kính này như thế nào.

Alexandria Hounshell, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học Sinh học thuộc Đại học Khoa học cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ oxy thấp làm tăng nồng độ mêtan từ 15 đến 800 lần ở quy mô toàn hệ sinh thái. “Công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng nồng độ oxy thấp trong vùng nước đáy của các hồ và hồ chứa có thể sẽ làm tăng khả năng nóng lên toàn cầu của các hệ sinh thái này lên khoảng một bậc.”

Các nhà nghiên cứu của Virginia Tech vừa công bố những phát hiện này trong một bài báo có tác động lớn trên tạp chí Limnology and Oceanography Letters .

Để xác định mối tương quan giữa nồng độ oxy và mêtan, các nhà nghiên cứu đã tiến hành mài dũa hai hồ chứa bên ngoài Roanoke. Phối hợp với Cơ quan Nước Tây Virginia, nhóm nghiên cứu đã vận hành một hệ thống ôxy hóa trong Hồ chứa Falling Creek, hệ thống này bơm ôxy vào vùng nước dưới đáy và cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu nồng độ ôxy trên quy mô toàn hệ sinh thái. Bằng cách cũng theo dõi Beaverdam Reservoir, một hồ chứa ở thượng nguồn không có hệ thống oxy hóa, họ có thể so sánh nồng độ khí nhà kính trong vùng nước đáy của cả hai hồ chứa. Họ đã chạy thử nghiệm trong ba năm để xem các phát hiện của họ nhất quán như thế nào theo thời gian.

Cayelan Carey, phó giáo sư khoa học sinh học và là giảng viên trực thuộc của Global cho biết: “Mức mêtan cao hơn nhiều khi không có ôxy trong nước dưới đáy của các hồ chứa này; trong khi mức độ carbon dioxide là như nhau, bất kể nồng độ ôxy”. Thay đổi Trung tâm. “Với nồng độ oxy thấp, công trình của chúng tôi cho thấy rằng bạn sẽ sản sinh ra khí mê-tan cao hơn, dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu nhiều hơn trong tương lai.”

Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên kiểm tra thực nghiệm ở toàn bộ quy mô hệ sinh thái về mức độ ảnh hưởng của ôxy khác nhau đối với khí nhà kính. Về mặt logic, việc thao túng toàn bộ hệ sinh thái là vô cùng khó khăn do độ phức tạp và nhiều bộ phận chuyển động của chúng. Mặc dù các nhà khoa học có thể sử dụng mô hình máy tính và các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhưng không có gì chắc chắn bằng vật thật.

“Chúng tôi có thể thay thế không gian cho thời gian bởi vì chúng tôi có hai bể chứa này mà chúng tôi có thể thao tác và đối chiếu với nhau để xem tương lai sẽ như thế nào, khi mức ôxy trong nước dưới đáy ngày càng phổ biến hơn. Chúng tôi có thể nói với Carey cho biết chắc chắn rằng chúng ta sẽ chứng kiến ​​những hồ này trở thành nơi phát thải khí mê-tan lớn hơn khi lượng oxy giảm xuống.”

Theo Hounshell, sức mạnh của kết quả của họ nằm ở việc mở rộng nghiên cứu trong nhiều năm. Mặc dù có một loạt các điều kiện khí tượng trong ba năm, nghiên cứu khẳng định rằng nồng độ khí mê-tan cao hơn nhiều trong điều kiện oxy thấp xảy ra đều đặn hàng năm, bất kể nhiệt độ không khí.

Cuối cùng, nghiên cứu này rất quan trọng đối với cách các nhà nghiên cứu và công chúng nghĩ về cách các hệ sinh thái nước ngọt tạo ra khí nhà kính trong tương lai. Với nồng độ oxy thấp ngày càng tăng trong các hồ và hồ chứa trên khắp thế giới, các hệ sinh thái này sẽ tạo ra nồng độ khí mêtan cao hơn trong tương lai, dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu nhiều hơn.

Tất nhiên, những thay đổi sinh thái này không chỉ diễn ra ở vùng Roanoke. Trên toàn cầu, một số nghiên cứu đã chỉ ra sự thay đổi chu kỳ carbon trong các hệ sinh thái trên cạn và biển. Tuy nhiên, nghiên cứu này là một trong số ít đề cập đến hiện tượng này ở các hồ và hồ chứa, vốn thường bị bỏ quên trong ngân sách carbon. Nghiên cứu này sẽ lấp đầy những lỗ hổng kiến ​​thức này và làm nổi bật những gì chúng ta có thể làm với tư cách là công dân để giải quyết vấn đề này.

Nghiên cứu này cho thấy rằng việc giữ cho các hồ không có nồng độ oxy thấp ngay từ đầu có thể ngăn chúng chạm đến điểm tới hạn, khi chúng bắt đầu trở thành những nhà sản xuất khí mêtan lớn. Các quyết định nhỏ có thể tăng thêm. Ví dụ, giảm dòng chảy vào các hồ và hồ chứa có thể ngăn chặn sự cạn kiệt oxy ở vùng nước đáy của chúng. Hounshell nói: “Đừng đổ một tấn phân bón vào bãi cỏ của bạn, và hãy thực sự chiến lược về lượng phân bón bạn sử dụng và cách bạn sử dụng nó.”

Và khí nhà kính chỉ là một phần nhỏ trong bức tranh lớn hơn về cách các hồ chứa hoạt động trong chu trình carbon toàn cầu. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiến hành các nghiên cứu tiếp theo về thao tác oxy để làm sáng tỏ các thành phần khác góp phần vào sự thay đổi hệ sinh thái. Họ sẽ tiếp tục theo dõi các hoạt động điều khiển oxy trong hai hồ chứa Roanoke để xem hồ chứa có thể ảnh hưởng như thế nào đến hệ sinh thái trong thời gian dài.

Dự án này được tài trợ bởi Viện Kỹ thuật Công nghệ Virginia về Công nghệ Phê bình và Khoa học Ứng dụng, Viện Khoa học Đời sống Fralin tại Công ty Công nghệ Virginia và được Quỹ Khoa học Quốc gia cấp DEB-1753639.


Nguồn truyện:

Vật liệu do Virginia Tech cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Alexandria G. Hounshell, Ryan P. McClure, Mary E. Lofton, Cayelan C. Carey. Các thí nghiệm oxy hóa toàn bộ hệ sinh thái cho thấy nồng độ mêtan lưỡng cực cao hơn đáng kể trong các hồ chứa trong thời gian thiếu oxy . Thư giới hạn và Hải dương học , 2020; DOI: 10.1002 / lol2.10173

Bài viết liên quan

Bài viết mới