РЕКЛАМА

Ка решењу за климатске промене засновано на земљишту 

Нова студија је испитала интеракције између биомолекула и минерала глине у земљишту и расветлила факторе који утичу на хватање угљеника биљног порекла у тлу. Утврђено је да наелектрисање биомолекула и минерала глине, структура биомолекула, састојци природних метала у земљишту и упаривање између биомолекула играју кључну улогу у секвестрацији угљеника у земљишту. Док је присуство позитивно наелектрисаних металних јона у земљишту погодовало хватању угљеника, електростатичко упаривање између биомолекула инхибира адсорпцију биомолекула на минерале глине. Налази би могли бити од помоћи у предвиђању хемије земљишта најефикасније у хватању угљеника у тлу, што би заузврат могло отворити пут за решења заснована на тлу за смањење угљеника у атмосфери и за глобално загревање и климатске промене.   

Циклус угљеника укључује кретање угљеника из атмосфере у биљке и животиње на Земљи и назад у атмосферу. Океан, атмосфера и живи организми су главни резервоари или понори кроз које кружи угљеник. Много угљеник се складишти/секвестрира у стенама, седиментима и земљишту. Мртви организми у стенама и седиментима могу постати фосилна горива током милиона година. Сагоревањем фосилних горива ради задовољења енергетских потреба ослобађа се велика количина угљеника у атмосфери која је преокренула атмосферски баланс угљеника и допринела глобалном загревању и последичним климатским променама.  

Улажу се напори да се глобално загревање ограничи на 1.5°Ц у поређењу са прединдустријским нивоима до 2050. Да би се глобално загревање ограничило на 1.5°Ц, емисије гасова стаклене баште морају достићи врхунац пре 2025. и бити преполовљене до 2030. Међутим, недавна глобална анализа је открили да свет није на путу да ограничи пораст температуре на 1.5°Ц до краја овог века. Транзиција није довољно брза да постигне смањење емисије гасова стаклене баште за 43% до 2030. године, што би могло ограничити глобално загревање у оквиру тренутних амбиција. 

It is in this context that the role of soil органски угљеник (СОЦ) у климатским променама добија на значају и као потенцијални извор емисије угљеника као одговор на глобално загревање, као и као природни понор атмосферског угљеника.  

Без обзира на историјско наслеђе угљеника (тј. емисија од око 1,000 милијарди тона угљеника од 1750. године када је почела индустријска револуција), свако повећање глобалне температуре има потенцијал да ослободи више угљеника из тла у атмосфери, па је стога императив очувања постојећег. залихе угљеника у земљишту.   

Soil as a sink of органски угљеник 

Soil is still Earth’s second largest (after ocean) sink of органски carbon. It holds about 2,500 billion tons of carbon which is about ten times the amount held in the atmosphere, yet it has huge untapped potential to sequester atmospheric carbon. Croplands could trap between 0.90 and 1.85 petagrams (1 Pg = 1015 грама) угљеника (Пг Ц) годишње, што је око 26–53% циља „4 на 1000 иницијатива” (that is, 0.4% annual growth rate of the standing global soil органски carbon stocks can offset the current increase in carbon emission in the atmosphere and contribute to meet the climate target). However, the interplay of factors influencing trapping of plant-based органски matter in the soil is not very well understood. 

Шта утиче на закључавање угљеника у земљишту  

A new study sheds light on what determines whether a plant-based органски matter will be trapped when it enters soil or whether it will end up feeding microbes and return carbon to the atmosphere in the form of CO2. Након испитивања интеракција између биомолекула и минерала глине, истраживачи су открили да набој на биомолекулима и минералима глине, структура биомолекула, састојци природних метала у тлу и упаривање између биомолекула играју кључну улогу у секвестрацији угљеника у земљишту.  

Испитивање интеракција између минерала глине и појединачних биомолекула открило је да је везивање било предвидљиво. Пошто су минерали глине негативно наелектрисани, биомолекули са позитивно наелектрисаним компонентама (лизин, хистидин и треонин) су имали снажно везивање. На везивање такође утиче да ли је биомолекул довољно флексибилан да усклади своје позитивно наелектрисане компоненте са негативно наелектрисаним минералима глине.  

Поред електростатичког наелектрисања и структурних карактеристика биомолекула, утврђено је да природни метални састојци у земљишту играју важну улогу у везивању кроз формирање мостова. На пример, позитивно наелектрисани магнезијум и калцијум, формирали су мост између негативно наелектрисаних биомолекула и минерала глине како би створили везу што сугерише да природни метални састојци у тлу могу олакшати хватање угљеника у тлу.  

С друге стране, електростатичка привлачност између самих биомолекула је негативно утицала на везивање. У ствари, утврђено је да је енергија привлачења између биомолекула већа од енергије привлачења биомолекула према минералу глине. То је значило смањену адсорпцију биомолекула на глину. Дакле, док присуство позитивно наелектрисаних металних јона у земљишту фаворизује хватање угљеника, електростатичко упаривање између биомолекула инхибира адсорпцију биомолекула на минерале глине.  

These new findings about how органски carbon biomolecules bind to the clay minerals in the soil could help modify the soil chemistries suitably to favour carbon trapping, thus pave way for soil-based solutions for climate change. 

*** 

Референце:  

  1. Зомер, РЈ, Боссио, ДА, Соммер, Р. ет ал. Потенцијал глобалне секвестрације повећаног органског угљеника у земљиштима усјева. Сци Реп 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8 
  1. Румпел, Ц., Амираслани, Ф., Цхену, Ц. ет ал. Иницијатива 4п1000: Могућности, ограничења и изазови за имплементацију секвестрације органског угљеника у земљишту као стратегије одрживог развоја. Амбио 49, 350–360 (2020). https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2  
  1. Ванг Ј., Вилсон РС и Аристилде Л., 2024. Електростатичко спајање и премошћивање воде у адсорпционој хијерархији биомолекула на интерфејсу вода-глина. ПНАС. 8. фебруар 2024.121. 7 (2316569121) еXNUMX. ДОИ: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121  

*** 

Умесх Прасад
Умесх Прасад
Научни новинар | Оснивач уредник часописа Сциентифиц Еуропеан

Пријавите се на наш билтен

Да будете у току са свим најновијим вестима, понудама и специјалним најавама.

Најгледанији чланци

Прати се порекло неутрина високе енергије

Порекло неутрина високе енергије је праћено за...

Напредак у датирању међузвезданих материјала: идентификована зрна силицијум карбида старија од сунца

Научници су унапредили технике датирања међузвезданих материјала...

Нови лек против болова који не изазива зависност

Научници су открили безбедно синтетичко бифункционално средство које не изазива зависност...
- Адвертисемент -
94,519Фановикао
47,682ЧитаоциПратити
1,772ЧитаоциПратити
30ПретплатникаПријавите се