Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Tutkija maastossa. Kuva: Johanna Kerttula

Voimakas typpioksiduulin lähde löydetty siperialaisesta ikiroudasta

Itäsiperialaisesta Jedoma-ikiroudasta on löydetty voimakas, aiemmin tuntematon typpioksiduulin lähde. Havainnon tekivät Itä-Suomen yliopiston tutkijat yhdessä kansainvälisen tutkimusryhmän kanssa, ja tutkimus on juuri julkaistu arvostetussa Nature Communications -lehdessä.

Typpioksiduuli (N2O) on hiilidioksidin ja metaanin jälkeen kolmanneksi tärkein kasvihuonekaasu, ja massayksikköä kohden peräti 300 kertaa voimakkaampi lämmittäjä kuin hiilidioksidi. Typpioksiduulia syntyy maaperässä mikrobitoiminnan tuloksena. Typpioksiduulin vapautuminen viime jääkauden aikana kertyneestä Jedoma-ikiroudasta on tärkeä havainto Jedoma-alueen laajuuden, sen mittavien hiilen ja typen varantojen ja korkean jääpitoisuuden vuoksi. Korkea jääpitoisuus tekee Jedomasta alttiin nopealle sulamiselle. Ikiroudan sulamisesta syntyvät typpioksiduulipäästöt aiheuttavat huonosti tunnetun, mutta mahdollisesti globaalilla tasolla merkittävän takaisinkytkennän ilmaston lämpenemiselle. Kaiken kaikkiaan ikiroudasta vapautuvan typen vaikutuksia arktisiin ekosysteemeihin on tutkittu vielä vähän ja ne tunnetaan huonosti.

Tutkijat mittasivat typpioksiduulin vapautumista Lena- ja Kolyma-joen rantatörmillä, missä nopea ikiroudan sulaminen paljastaa kymmenien tuhansien vuosien aikana kertyneitä Jedoma-sedimenttejä ja vapauttaa niiden sisältämää hiiltä ja typpeä mikrobien käyttöön. Tutkimuksessa ei havaittu merkittäviä typpioksiduulipäästöjä vasta sulaneesta ikiroudasta, mutta alle kymmenessä vuodessa sulamisesta päästöt nousivat 10-100 kertaisiksi ikiroutamaista tyypillisesti mitattaviin päästöihin verrattuna. Päästöjen kasvu liittyi sedimenttien kuivumiseen ja sen myötä mikrobiyhteisössä tapahtuviin muutoksiin: typpioksiduulin esiasteita (nitraatti, typpimonoksidi) tuottavien mikrobien suhteellinen osuus typen kierron mikrobeista kasvoi ja typpioksiduulia kuluttavien mikrobien osuus väheni.

Tavallisesti suuria typpioksiduulipäästöjä aiheutuu etenkin maatalousmaista, jotka typpilannoituksen ja maan muokkauksen seurauksena sisältävät runsaasti mineraalityppeä. Koska kylmissä arktisissa maissa typpi kiertää hitaasti ja mineraalityppeä on heikosti saatavilla, niitä on pidetty mitättöminä typpioksiduulin lähteinä. Viime vuosien tutkimustulokset ovat kuitenkin osoittaneet, että typpioksiduulipäästöjä syntyy maaperässä kautta ikirouta-alueen. Päästöjen on havaittu kasvavan ikiroudan sulamisen, lämpenemisen ja kasvillisuuden häiriintymisen myötä. Vasta julkaistun tutkimuksen mukaan ikiroudasta vapautuva typpi voi lisätä merkittävästi typen saatavuutta arktisissa ekosysteemeissä, millä voi typpioksiduulipäästöjen lisäksi olla suuri merkitys kasvien hiilensidonnan ja vesistöjen rehevöitymisen kannalta. 

Lisätietoja:

Tutkijatohtori Maija Marushchak, maija.marushchak (a) uef.fi, puh. +358 40 650 7794 (suomi, englanti)

Tutkimuskoordinaattori Christina Biasi, christina.biasi (a) uef.fi, puh. +358 40 355 3810 (englanti)

Artikkelin tiedot: Marushchak et al. Thawing Yedoma permafrost is a neglected nitrous oxide source. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-021-27386-2 https://www.nature.com/articles/s41467-021-27386-2

Profiilikuva: Maija Marushchak

Maija Marushchak

Yliopistotutkija

Christina Biasi

Tutkimusjohtaja