Sông Amazon thải ra hầu hết lượng carbon đã hấp thụ bởi rừng Amazon

(khoahoc.tv) - Sông Amazon thải ra hầu như tất cả lượng carbon đã hấp thụ bởi rừng mưa nhiệt đới.

Rừng mưa Amazon vốn được coi là lá phổi của trái đất, nó hút khí carbonic và thải ra một lượng lớn oxy. Các loài thực vật rừng sử dụng carbon dioxit trong khí quyển để quang hợp, tạo thành các bộ phận của cây, các bộ phận này sau cùng rụng, đổ xuống đất và bị phân hủy hoặc bị cuốn trôi do nước mưa chảy tràn.

Cho tới gần đây, người ta vẫn tin rằng có một lượng lớn carbon của rừng mưa bị cuốn trôi xuống sông Amazon và bị chôn vùi dưới sâu trong các đại dương. Nhưng một nghiên cứu mới đây được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu thuộc trường đại học Washington, Mỹ cho thấy sông thải ra một lượng lớn carbon dioxit - mặc dù chưa trả lời được câu hỏi bằng cách nào mà điều đó có thể xảy ra, trong khi thân cây và vỏ cây được cho là rất khó để có thể bị phân hủy bởi các vi khuẩn sông.

Một nghiên cứu được xuất bản tuần này trên tạp chí Nature Geoscience đã giải quyết được bài toán hóc búa, chứng minh rằng những vật chất từ thực vật thân gỗ bị phân hủy gần như hoàn toàn bởi các vi khuẩn của sông Amazon và những phần cứng của thực vật này đóng vai trò quan trọng đối với sự “hô hấp” của sông.

Phát hiện này có ý nghĩa rất lớn đối với các mô hình carbon toàn cầu cũng như hệ sinh thái của Amazon và những dòng sông khác trên thế giới.

“Mọi người nghĩ rằng đó là một phần của các hợp chất đổ vào đại dương”, Nick Ward, tác giả đầu tiên của nghiên cứu nói. “Chúng ta thấy rằng carbon được hô hấp và về cơ bản trở thành carbon dioxit khi nó di chuyển xuống sông”.

Lignin là chất giúp hình thành phần chính của mô gỗ, là hợp chất phổ biến đứng thứ 2 của các thực vật trên cạn. Các nhà khoa học đã từng tin rằng, có rất nhiều hợp chất này bị trôn vùi trong các đáy đại dương trong nhiều thế kỷ hoặc nhiều thiên niên kỷ. Tuy nhiên, bài báo mới công bố nghiên cứu nói trên cho thấy các vi khuẩn ở sông đã phá vỡ lignin trong vòng 2 tuần, và chỉ có 5% carbon của rừng mưa Amazon từng chảy đến đại dương.

“Sông đã từng được coi là một cái ống thụ động”, đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư Jeffrey Richey thuộc Đại học Washington cho biết. “Nghiên cứu này cho thấy chúng có nhiều điểm nóng như trao đổi chất”.

Khi những nghiên cứu trước đây cho thấy khối lượng carbon dioxit được thải ra từ các dòng sông, các nhà khoa học biết rằng lượng carbon dioxit này không tăng lên. Họ suy đoán rằng có thể có một nguồn carbon tồn tại ngắn hạn mà các vi khuẩn nước ngọt có thể chuyển hóa thành carbon dioxit.

“Thực tế là lignin đang cho thấy hoạt động trao đổi chất này là một bất ngờ lớn”. Richey nói. “Đó là một cơ chế về vai trò của các dòng sông trong chu trình carbon toàn cầu – nó là “thực phẩm” cho sự hô hấp của sông”.

Chỉ riêng sông Amazon chiếm khoảng 1/5 tổng lượng nước ngọt của trái đất và đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình toàn cầu, nhưng có cũng phục vụ như một nền thí nghiệm về các hệ sinh thái sông tự nhiên.

Richey và các cộng sự đã nghiên cứu sông Amazon trong hơn ba thập kỷ qua. Nghiên cứu trước đây nằm cách khoảng 500 dặm về phía thượng lưu. Thời gian này các nhóm nghiên cứu của Mỹ và của Brazil đã tìm hiểu mối liên hệ giữa các dòng sông và đại dương, điều này có nghĩa là nghiên cứu tại các cửa sông lớn nhất của thế giới – một vị trí nghiên cứu nguy hiểm.

“Có một lý do rằng không ai đã thực sự nghiên cứu trong lĩnh vực này”, Ward nói. “Thực hiện thành công đã là một thách thức. Nó là một phần lớn và rắc rối của nước”.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các tàu đáy phẳng để đi qua ba cửa sông, mỗi cửa sông quá rộng đến nỗi bạn không thể nhìn thấy bờ, trong nước rất giàu trầm tích sóng sánh như socola sữa. Thủy triều dân cao tới 30 feet, đẩy ngược dòng chảy nước ngọt tại cửa sông, và tốc độ gió lên tới 35mph.

Dưới những điều kiện đó, Ward đã lấy các mẫu nước sông trong cả 4 mùa. Ông đã so sánh các mẫu ban đầu với các mẫu còn lại trong 4 tuần ở nhiệt độ của sông. Trở lại đại học Washington, ông đã sử dụng những kỹ thuật mới được phát triển để quét các mẫu cho khoảng 100 hợp chất, gồm 95% lignin có nguồn gốc thực vật. Các kỹ thuật trước đó chỉ có thể xác định khoảng 1% carbon có nguồn gốc thực vật trong nước.

Dựa trên các kết quả này, tác giả đã ước tính được rằng khoảng 45% lignin của Amazon bị phá vỡ trong đất, 55% phá vỡ trong hệ thống sông và 5% trôi ra đến biển, nơi mà nó có thể bị phá vỡ hoặc chìm xuống đáy biển.

Mọi người cũng vừa công nhận, “Chúng tôi nghĩ rằng khi mưa rơi xuống đất, nó kéo theo các hợp chất lignin, nó cũng kéo theo các quần thể vi khuẩn có thể tiêu hóa tốt lignin”.

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Gordon và Betty Moore, Quỹ khoa học quốc gia và Hội đồng nghiên cứu cho Nhà nước São Paulo. Đồng tác giả là Richard Keil tại UW; Patricia Medeiros và Patricia Yager tại Đại học Georgia; Daimio Brito và Alan Cunha tại Đại học Liên bang Amap ở Brazil; Thorsten DITTMAR tại Đại học Carl von Ossietzky ở Đức, và Alex Krusche tại Đại học São Paulo tại Brazil.