อธิบายเกี่ยวกับแม่น้ำ

แม้ว่าการขนส่งคาร์บอนทางแม่น้ำไปยังมหาสมุทรจะไม่อยู่ในระดับที่สามารถช่วยมนุษย์ให้รอดพ้นจากปัญหา CO 2 ของเรา ได้ แต่เราไม่รู้จริง ๆ ว่าแม่น้ำทั่วโลกปล่อยคาร์บอนลงสู่มหาสมุทรมากน้อยเพียงใด ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของคาร์บอนทั่วโลก รอบ แต่ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNatureเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม นักวิทยาศาสตร์จาก Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) ได้คำนวณค่าประมาณโดยตรงครั้งแรกว่าปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ที่ถูกส่งออกไปยังมหาสมุทรโดยแม่น้ำเป็นเท่าใดและในรูปแบบใด ค่าประมาณนี้จะช่วยให้ผู้สร้างแบบจำลองคาดการณ์ว่าการส่งออกคาร์บอนจากแม่น้ำทั่วโลกอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อสภาพอากาศของโลกเปลี่ยนแปลง "แม่น้ำของโลกทำหน้าที่เป็นระบบไหลเวียนโลหิตของโลก ชะล้างคาร์บอนจากพื้นดินสู่มหาสมุทร และช่วยลดปริมาณที่กลับสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่กักเก็บความร้อน" วาเลียร์ กาลี ผู้เขียนนำและนักธรณีเคมีกล่าว "คาร์บอนบางส่วน - 'ใหม่' คาร์บอน - มาจากพืชที่ย่อยสลายและวัสดุดินที่ถูกชะล้างลงสู่แม่น้ำแล้วออกสู่ทะเล แต่บางส่วนก็มาจากคาร์บอนที่ถูกเก็บไว้ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานในรูปแบบ ของหิน - คาร์บอน 'เก่า' - ที่ถูกกัดเซาะโดยสภาพอากาศและแรงของแม่น้ำ" นักวิทยาศาสตร์ซึ่งรวมถึง Bernhard Peucker-Ehrenbrink และ Timothy Eglinton (ปัจจุบันอยู่ที่ ETH Zürich) ได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตะกอนที่ไหลออกจากระบบแม่น้ำ 43 สายทั่วโลก ซึ่งคิดเป็น 20 เปอร์เซ็นต์ของตะกอนทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกจากแม่น้ำ แม่น้ำ ที่เป็นตัวแทนยังครอบคลุมภูมิอากาศ พืชพรรณ สภาพทางธรณีวิทยา และระดับการรบกวนของผู้คน จากการวัดการไหลของตะกอนในแม่น้ำ ทีมวิจัยได้คำนวณปริมาณอนุภาคของพืชที่มีคาร์บอนและเศษหินที่แม่น้ำแต่ละสายส่งออก พวกเขาประเมินว่าแม่น้ำของโลกขนส่งคาร์บอนปีละ 200 เมกะตัน (200 ล้านตัน) ไปยังมหาสมุทร รวมแล้วเท่ากับประมาณร้อยละ 0.02 ของมวลคาร์บอนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศ อาจดูเหมือนไม่มากนัก แต่ในช่วง 1,000 ถึง 10,000 ปี มันยังคงเพิ่มปริมาณคาร์บอนจำนวนมาก (20 และ 200 เปอร์เซ็นต์) ที่สกัดจากชั้นบรรยากาศ โดยทั่วไปแล้ว พืชจะเปลี่ยน CO 2จากบรรยากาศเป็นคาร์บอนอินทรีย์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ในที่สุดคาร์บอนส่วนใหญ่กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อวัสดุจากพืช (หรือสัตว์ที่กินพืช) ย่อยสลาย อย่างไรก็ตาม เศษเล็กเศษน้อยของสารนี้ไปลงเอยที่แม่น้ำ พวกเขานำมันออกสู่ทะเล ซึ่งบางส่วนตกลงไปที่ก้นทะเลและถูกฝังและแยกออกจากชั้นบรรยากาศเป็นเวลาหลายล้านปี และในที่สุดก็กลับสู่ผิวน้ำในรูปของหิน ในเวลาเดียวกัน แม่น้ำยังกัดเซาะหินที่มีคาร์บอนเป็นอนุภาคที่ไหลไปตามกระแสน้ำ กระบวนการนี้ทำให้คาร์บอนออกสู่อากาศ ออกซิไดซ์คาร์บอนที่ถูกกักไว้ก่อนหน้านี้ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ที่สามารถรั่วไหลกลับออกไปสู่ชั้นบรรยากาศได้ จนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถแยกแยะได้ว่าคาร์บอนที่ถูกพัดพาไปตามแม่น้ำนั้นมาจากแหล่งไบโอสเฟียร์หรือปิโตรเจนิก (หิน) มากน้อยเพียงใด หากไม่มีข้อมูลนี้ ความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการสร้างแบบจำลองหรือคาดการณ์การสะสมคาร์บอนในเชิงปริมาณภายใต้สถานการณ์ต่างๆ จะถูกจำกัด เพื่อแก้ปัญหาที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกนี้ นักวิทยาศาสตร์พบวิธีใหม่ในการจำแนกแหล่งที่มาของคาร์บอนเป็นครั้งแรก ไม่ว่าจะมาจากหินที่ถูกกัดเซาะหรือจากพืชที่ย่อยสลายและวัสดุจากดิน พวกเขาวิเคราะห์ปริมาณคาร์บอน-14 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในอนุภาคของแม่น้ำ คาร์บอน-14 สลายตัวไปภายในเวลาประมาณ 60,000 ปี ดังนั้นจึงมีอยู่เฉพาะในวัสดุที่มาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ไม่ใช่หิน เมื่อหักลบส่วนของอนุภาคที่ไม่มีคาร์บอน-14 นักวิทยาศาสตร์คำนวณเปอร์เซ็นต์ที่ได้มาจากชีวมณฑลบนบก: ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าคาร์บอนชีวภาพจะเป็นแหล่งคาร์บอนหลักที่แม่น้ำส่งออก นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่าแม่น้ำที่ล้อมรอบด้วยพืชพรรณจำนวนมากไม่จำเป็นต้องขนส่งคาร์บอนมากขึ้นไปยังมหาสมุทร ในทางกลับกัน การส่งออกนั้น "ถูกควบคุมโดยความสามารถของแม่น้ำในการระดมและขนส่งอนุภาค" การกัดเซาะเป็นปัจจัยสำคัญ ยิ่งการกัดเซาะเกิดขึ้นตามแม่น้ำมากเท่าไหร่ คาร์บอนก็จะยิ่งถ่ายเทไปยังทะเลและแยกตัวออกจากอากาศมากขึ้นเท่านั้น “ชั้นบรรยากาศเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนขนาดเล็กเมื่อเทียบกับหิน ดิน ชีวมณฑล และมหาสมุทร” นักวิทยาศาสตร์เขียนไว้ในวารสาร Nature "ดังนั้นขนาดของมันจึงไวต่อความไม่สมดุลเล็กน้อยในการแลกเปลี่ยนกับและระหว่างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่เหล่านี้" การศึกษาครั้งใหม่นี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจมากขึ้นในการวัดบทบาทที่สำคัญของแม่น้ำทั่วโลกในวัฏจักรคาร์บอนของดาวเคราะห์ และยังช่วยเพิ่มความสามารถในการคาดการณ์ว่าการส่งออกคาร์บอนของแม่น้ำอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อสภาพอากาศโลกเปลี่ยนแปลง Don Rice ผู้อำนวยการโครงการในแผนก Ocean Sciences ของ National Science Foundation ซึ่งเป็นผู้สนับสนุนหลักในการวิจัยกล่าวว่า "การศึกษานี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับความเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและน้ำทั่วโลกแก่ผู้สร้างแบบจำลองธรณีเคมี