English
Ponieważ unijna ustawa o odtwarzaniu przyrody nadal jest gorącym tematem w debacie publicznej i naukowej, przegląd piśmiennictwa rozpoczynamy krytyczną analizą jednego z jej postulatów. Dotyczy on zalesiania osuszonych torfowisk. Uczeni dowodzą, że nie tędy droga. Inna grupa naukowców schodzi głęboko pod ziemię, aby sprawdzić, jak nowe kierunki działalności człowieka, związane z transformacją energetyczną (wydobywanie litu, pozyskiwanie energii geotermalnej czy geologiczna sekwestracja węgla), mogą wpływać na przepływ płynów w głębokich warstwach podpowierzchniowych Ziemi.
Pojawia się też ciekawa publikacja o intruzjach w wodach oceanicznych, które działają jak windy przenoszące materię organiczną z warstw przypowierzchniowych w głębokie strefy aforyczne. Doniesienie to weryfikuje naszą wiedzę o pionowym transporcie węgla w tropikalnych oceanach. Niestety, wpływ działalności człowieka na te wyjątkowe ekosystemy przejawia się w ich zanieczyszczeniem, również toksycznymi metalami. Poziom talu w Morzu Bałtyckim wzrósł znacząco w okresie powojennym, o czym informują naukowcy na podstawie badania próbek wody i rdzeni osadów. Na koniec przedstawiamy nowe i przyjazne w użytkowaniu narzędzie do probabilistycznej analizy projekcji klimatu, oparte na oprogramowania R typu open-science. Używajmy odpowiedzialnie!
1. Active afforestation of drained peatlands is not a viable option under the EU Nature Restoration Law
Jurasinski G., Barthelmes A., Byrne K.A. et al. (2024). Active afforestation of drained peatlands is not a viable option under the EU Nature Restoration Law. Ambio (2024).
Unijna ustawa o odtwarzaniu przyrody (NRL) ma kluczowe znaczenie dla odbudowy zdegradowanych ekosystemów, a jednym z działań proponowanych w ramach NRL i mających na celu zwiększenie sekwestracji dwutlenku węgla jest zalesianie zdegradowanych torfowisk. Działanie wydaje się słuszne, ale diabeł, jak zwykle, tkwi w szczegółach i zanim podejmiemy działania w tym zakresie, powinniśmy dokładnie przyjrzeć się bilansowi ich skutków. Zrobił to kilkudziesięcioosobowy międzynarodowy zespół naukowców (również z Polski), który dokonał przeglądu stanu wiedzy i dowodów naukowych na temat wpływu torfowisk objętych zalesianiem na łagodzenie zmiany klimatu.
Jak wykazują autorzy, w pracy opublikowanej na łamach Ambio, dowody na długoterminowe korzyści płynące z takiego działania są obecnie bardzo skąpe i nie jest jasne, czy sekwestracja dwutlenku węgla w lasach na osuszonych torfowiskach może zrównoważyć utratę węgla z tych obszarów. Wiadomo, że na zalesionych torfowiskach obszarów północnych znacznie więcej węgla magazynowane jest w torfie niż w biomasie leśnej, zatem długoterminowe straty będą prawdopodobnie większe niż ilość zmagazynowana.
Autorzy wskazują, że aktywne zalesianie osuszonych torfowisk nie jest właściwą opcją w świetle unijnego prawa dotyczącego odtwarzania przyrody i może utrudniać działania w zakresie ponownego nawadniania/odbudowy zdegradowanych obszarów. Jak podkreślają naukowcy, zalesianie w tym przypadku nie jest renaturyzacją. Jedynym sposobem na przywrócenie tych cennych ekosystemów jest ich ponowne nawadnianie, a także wprowadzenie naturalnej roślinności torfowiskowej, co może przyspieszyć proces regeneracji. Nawet jeśli ponowne nawadnianie nie przywróci wszystkich funkcji torfowisk, to i tak warto.
2. Acceleration of Deep Subsurface Fluid Fluxes in the Anthropocene
Ferguson G., Bailey L.R., Kim J.‐H. et al. (2024). Acceleration of Deep Subsurface Fluid Fluxes in the Anthropocene. Earth’s Future, 12 (4).
Wpływ działalności człowieka, w tym emisji gazów cieplarnianych i wylesiania, na zmiany obiegu wody na powierzchni i w warstwach przypowierzchniowych Ziemi jest stosunkowo dobrze rozpoznany. Dużo mniej uwagi poświęca się natomiast skali zmian antropogenicznych na większych głębokościach, poniżej typowych studni. Hydrolodzy z Uniwersytetu w Arizonie zbadali, w jaki sposób człowiek wpływa na przepływy w głębokich warstwach podpowierzchniowych (na głębokości od setek metrów do kilku kilometrów), a także jak będą się one zmieniać w nadchodzącym stuleciu i jak może to wpłynąć na cykle geochemiczne i zbiorowiska drobnoustrojów.
Oddziaływania antropogeniczne na strumienie płynów w głębokich warstwach podpowierzchniowych (>500 m) są i prawdopodobnie nadal będą zdominowane przez wydobycie wód gruntowych, ropy i gazu ziemnego. Proces ten będzie się jednak nasilał w wyniku działań związanych z transformacją energetyczną, takich jak wydobywanie litu z podziemnej solanki, pozyskiwanie energii geotermalnej, magazynowanie i produkcja wodoru czy geologiczna sekwestracja węgla (wychwytywanie i przechowywanie atmosferycznego dwutlenku węgla w podziemnych skałach porowatych).
Działania te najprawdopodobniej zostawią ślad w zapisie geologicznym Ziemi. Mogą też zmienić skład żyjących tam drobnoustrojów w wyniku modyfikacji warunków chemicznych wody lub przez wprowadzenie zbiorowisk z powierzchni Ziemi. Skala i znaczenie tych zmian są jednak trudne do przewidzenia ze względu na brak wystarczającej wiedzy dotyczącej tego, w jaki sposób głębokie podpowierzchniowe cykle hydrologiczne i geochemiczne oraz związane z nimi życie drobnoustrojów oddziałują na resztę układu ziemskiego.
3. 3D intrusions transport active surface microbial assemblages to the dark ocean
Freilich M.A., Poirier C., Dever M. et al. (2024). 3D intrusions transport active surface microbial assemblages to the dark ocean. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121 (19).
Oceany subtropikalne mają ogromny wkład w globalną produkcję pierwotną, ale rola pikoplanktonu, który jest dominującym elementem w tych ekosystemach, jest słabo poznana. Badania prowadzone w subtropikalnych regionach Morza Śródziemnego w latach 2017-2019 wskazują, w jaki sposób mikroorganizmy, które są zbyt lekkie, aby zanurzyć się głębiej niż do 100 m, trafiają w niższe strefy oceanu i jaka jest ich rola w przenoszeniu węgla organicznego z dobrze naświetlonych warstw powierzchniowych w strefy afotyczne. Mezoskalowe fronty i wiry, występujące powszechnie w oceanach subtropikalnych, generują trójwymiarowe intruzje łączące powierzchnię z głębią oceanu.
Prądy te działają jak windy, porywając drobne organizmy planktonowe, transportując znaczną ilość węgla z powierzchni do głębszych warstw oceanu, jednocześnie zmieniając w ten sposób dostępną tam bazę pokarmową. Co więcej, materiał przenoszony w głąb przez intruzje ma inny skład niż biernie tonące cząstki detrytusu (uważane dotychczas za dominujący sposób dostawy materii do warstw głębokich), co znacząco modyfikuje skład zespołów mikrobiologicznych, obieg materii i energii oraz interakcje pomiędzy różnymi warstwami oceanu. Badania te zmieniają nasze zrozumienie tego, w jaki sposób węgiel przekształcany w materię organiczną w procesie fotosyntezy w warstwie eufotycznej jest transportowany w głąb oceanu i dają nowy wgląd w mechanizmy pionowego transportu materii w tych ekosystemach.
4. Anthropogenic Forcing of the Baltic Sea Thallium Cycle
Ostrander Ch.M., Shu Y., Nielsen S.G., et al. (2024). Anthropogenic Forcing of the Baltic Sea Thallium Cycle. Environmental Science & Technology.
Działalność antropogeniczna powoduje coroczne uwalnianie do środowiska znacznych ilości toksycznego talu. Jest on uważany za metal najbardziej toksyczny dla ssaków. Zanieczyszczenie tym pierwiastkiem dotyczy także Morza Bałtyckiego. Jak wynika z najnowszych badań, człowiek odpowiada w znacznym stopniu za ilość talu (od 20 do 60 proc.), która trafiła do Bałtyku w ciągu ostatnich 80 lat. W celu rozpoznania obiegu problematycznego pierwiastka naukowcy przeanalizowali dane na temat jego stężenia i stosunku dwóch stabilnych izotopów (ε203Tl i ε205Tl) w próbkach wody morskiej i rdzeniach osadów pobranych ze wschodniego basenu Gotlandii.
Ustalili oni, że woda w tym obszarze jest znacznie bardziej wzbogacona w ε205Tl, niż zakładano. Analiza rdzeni osadów wskazuje, że wzrost zanieczyszczenia rozpoczął się około 1940-1947 r., czyli mniej więcej w tym samym czasie, w którym w badanym rdzeniu zaczęły pojawiać się inne znaczące ślady działalności człowieka. Duża część talu w Morzu Bałtyckim, w największym obszarze beztlenowym na Ziemi spowodowanym przez człowieka, związana jest w osadach dzięki minerałom siarczkowym. W związku z tym jego ilość w wodzie morskiej jest nadal stosunkowo niska. Jednak badania sugerują, że może się to zmienić w wyniku dalszej działalności antropogenicznej lub naturalnego lub antropogenicznego wzrostu natlenienia wód.
Chociaż zanieczyszczenie talem prawdopodobnie nie jest najpilniejszym problemem ekosystemu Morza Bałtyckiego, to nie mam wątpliwości, że istnieje paląca potrzeba podjęcia działań, aby przywrócić ten ekosystem do stanu niezagrażającego żyjącym w nim organizmom i umożliwiającego korzystanie z jego zasobów.
5. Matilda v1.0: An R package for probabilistic climate projections using a reduced complexity climate model
Brown J.K., Pressburger L., Snyder A., et al. (2024) Matilda v1.0: An R package for probabilistic climate projections using a reduced complexity climate model. PLOS Clim 3(5): e0000295.
Podstawową zaletą modeli klimatycznych o ograniczonej złożoności (ang. reduced complexity climate models, RCM) jest możliwość ich wykorzystania do przeprowadzania szybkich probabilistycznych prognoz klimatycznych. Modele te są stosowane m.in. do badania przyszłej koewolucji człowieka i systemów ziemskich. W artykule, który ukazał się w tym miesiącu w PLOS Climate, naukowcy z Joint Global Change Research Institute w College Park, USA prezentują pakiet oprogramowania R typu open-science do probabilistycznej analizy projekcji klimatu. Bazuje on na prostym modelu klimatycznym Hector i oferuje przyjazną w użytkowaniu strukturę.
Twórcy nadali narzędziu wdzięczną nazwę Matilda. Matilda usprawnia analizę projekcji probabilistycznej i sprawia, że jest ona bardziej dostępna dla użytkowników R. Rozszerzając możliwości Hectora, stanowi wsparcie w rozwiązywaniu kwestii niepewności klimatycznej w różnych scenariuszach emisji i w prowadzeniu innych analiz probabilistycznych. Pakiet zapewnia swobodę wyboru różnych kryteriów punktacji i algorytmów do ważenia elementów układu, a także elastyczność we wdrażaniu niestandardowych kryteriów. Dodatkowo architektura pakietu upraszcza proces budowania i analizowania układów parametrów bez konieczności posiadania dużej wiedzy programistycznej.
Dostępność takich uproszczonych, przyjaznych narzędzi ma ogromny walor dydaktyczny. Sprawia, że uzyskiwana przy ich pomocy wiedza staje się mniej hermetyczna i bardziej zrozumiała dla szerszego grona użytkowników. Z drugiej strony, niesie ze sobą zagrożenie dezinformacją w przypadku nieodpowiedzialnego ich użycia, bez właściwego doboru parametrów i krytycznej interpretacji wyników. W takiej sytuacji Matilda może stać się brzytwą w ręku małpy.
