Когда и камни — пища: ученые о роли микробов в образовании углекислого газа

Существенный вклад в обогащение атмосферы углекислым газом вносит эрозия горных пород при участии микроорганизмов-«камнеедов». Статья на эту тему опубликована коллективом американских ученых 15 марта в журнале Science.

Полевые исследования проводились на склонах Центрального горного хребта в Тайване. Ученые измерили содержание углерода в материнской горной породе, из которой образуется почва, и в самой почве. Доля углерода, окислившегося при почвообразовании, оценивалась по остаточной радиоактивности. Ученые исходили из того, что в подстилающей породе углерод не радиоактивен, поскольку не содержит изотопа ¹⁴C. Количество ¹⁴C в почве определялось по радиоактивности растительных жирных кислот, которые были выделены из нее.

Исследователям удалось установить, что при образовании почв теряется до 2/3 от общего количества углерода, который содержался в подстилающей породе. «Потерянный» углерод, окислившись микроорганизмами до углекислого газа (CO₂), улетучивается в атмосферу. Оставшаяся треть включается в органические вещества почвы. Впрочем, ученые полагают, что в CO₂ превращается еще больше углерода, поскольку подстилающая порода, с которой они работали, уже изначально была затронута эрозией.

Ученые также подсчитали, что с каждого квадратного километра исследованной местности за счет деятельности микроорганизмов ежегодно выделяется от 6,1 to 18,6 тонн (CO₂). Такого количества, как полагают авторы статьи, вполне достаточно, чтобы влиять на глобальную регуляцию климата.

Отметим, что углеродный обмен между атмосферой и литосферой (твердой оболочкой Земли) — важная часть круговорота этого химического элемента. С одной стороны, атмосферный (CO₂) вступает в реакцию с силикатными горными породами, что приводит к образованию карбонатных минералов — например, известняка (CaCO₃) и доломита (CaCO₃∙MgCO₃).

Обратный процесс — превращение углерода из горных пород в CO₂ — происходит двумя независимыми путями. Во-первых, углекислый газ поступает в атмосферу при дегазации вулканической магмы, то есть отделения газов от магматического расплава. Во-вторых, огранический углерод из горных пород перерабатывается микроорганизмами с образованием всё того же CO₂.

Отметим также, что Центральный горный хребет в Тайване пронизывает территорию острова насквозь. Его вершина — гора Юйшань высотой 3997 метров, находящаяся на территории одноименного национального парка. Этот горный массив разрушается под действием эрозии едва ли не быстрее, чем любой другой на нашей планете.

Ученым еще предстоит выяснить, какую роль в повышении концентрации атмосферного CO₂ играет окислительная эрозия горных пород с участием микроорганизмов. Вполне возможно, что она вносит даже большую лепту в пресловутый парниковый эффект, чем промышленные выбросы. Недаром это явление, как признаются сами авторы статьи, крайне недоисследовано, при том, что пристальное к нему внимание с большой вероятностью может ударить по апологетам «ортодоксальной теории» глобального потепления.