Uutta tietoa hiilen kierrosta autiomaaviljelmiltä

Kuva 1. Hiilenkierto kaavamaisesti. Lähde: Wikipedia. (Napsauta suuremmaksi.)

Itseltäni oli mennyt jotenkin ohi se, että hiilen kierrossa varsinkin ihmistuottoisen hiilidioksidin osalta on puuttunut hiilinielua. Eli ihmisen ulkoiset toiminnot ovat vapauttaneet niin paljon hiilidioksidia ilmakehään, että mittauksissa löydetty määrä on ollut liian vähäinen, kun kaikki tunnetut hiilinielut voineen on huomioitu.

Nytpä hiilen nopean kierron taseet saadaan hieman tarkemmiksi, kun uusi tutkimus löysi melko merkittävän hiilinielun emäsksisten autiomaiden kastelluilta pelloilta (Linkki).  Tutkielmasta uutisoi myös Science Daily (Linkki).

Jos ajattelemme sadevettä, niin sen hiilidioksidipitoisuus on kohtalaisesti tasapainossa ilmakehän hiilidioksidin kanssa, eli sadevesi on kylläinen hiilidioksidin suhteen. Maaperän ollessa ilmakehää lämpimämpää sateen synnyttämä pintavesi voi hetken olla ylikylläinenkin, kunnes uusi, lämpötilaa vastaava tasapaino syntyy. Jos sadevettä käytetään neuraalin hietikon kasteluun, mitään erityisen kiihtynyttä hiilidioksidivirtaa ilmakehästä pohjavesivarastoihin ei synny. Mikäli kasteluvesi haihtuu, haihtuu hiilidioksidikin.

Edellä mahdollisimman pelkistetysti esitetty tilanne muuttuu jo hieman enemmän hiilidoksidia nieleväksi, kun ylikastellaan viljelysmaata. Missä on pysyvä kasvipeite, siellä on aina hajoavaa eloperäistä ainestakin ja se taas tarkoittaa hiilidioksidin vapautumista. Kun täten maan pinnan alla hiilidioksidin osapaino on korkeampi kuin ilmakehässä, pohjaveteen ohjautuva vesikin voi olla hieman hiilidioksidipitoisempaa.

Yllä viitatussa tutkimuksessa on sitten löydetty tilanne, missä maaperän emäksiset suolat toimivat hiilidioksidia sitovasti ja lopultakin hiilinielu on yli kymmenkertainen luontaiseen tilanteeseen verrattuna. Maaperän suolaisuus nimittäin pakottaa ylikasteluun, joka taas varmistaa sen, että vesi virtaa pelolta pohjavesialtaaseen. Lin ja kummpaneiden esittämä arvio pohjavesien hiilivarannoista on se, että ne ovat neljänneksen suuremmat kuin maakasvillisuuteen sitoutunut hiilimäärä. Ei siis mikään ihan olematon hiilivaranto!

Äkkipäätä tästä havainnosta ei keksi sellaista tekijää, joka selittäisi jonkin tuoreen ilmakehämuutoksen, mutta että näinkin iso hiilinielu löydetään vasta nyt, antaa toki hieman huteran kuvan tieteen tasosta ilmastosektorilla. Löydetty hiilinielu ei siis ole voinut sisältyä ilmastomalleihin aivan oikein kirjattuna. Jos katsomme varsin karkeaa kuvaa 1, niin siinä ei ole pohjavesiä erillisenä, mutta ehkä ne voisi lisätä tuohon kaavioon maaperän kohdalle hiilivarantoina. Ilmakehästä poistuva kokonaishiilivirta ei välttämättä muuttuisi, vaan ainoastaan jakeluosoitteita lisättäisiin. Tässä on nyt kyse siitä, mihin alussa mainittu virhe on piilotettu, kun en usko, että se olisi jätetty ilmaan roikkumaan. Merihän se on ennenkin jätteet niellyt, että ehkä sinne.

Hakiessani tietoja en löytänyt mitään aiempaa arviota pohjavesivarojen hiilivarannoista tai hiilinieluista haulla: aquifers carbon sinks. Hakuohjelman tulokset koskevat suunnitelmia käyttää pohjavesivaroja hiilivarastoina tai sitten nyt julkaistua tutkimusta. Ettei tulisi annettua ihan väärää todistusta kauimmaisestaan, lisään vielä kuvan 2.  Siitä näkyy se, että IPCC on sentään huomioinut maaperän hiilinielujen kasvun hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa. Tuon nielun suuruus on vain nykytutkimuksen valossa alimitoitettu (jos pohjavesinielu laskettaisiin tähän luokkaan) ja mahdollinen autiomaaviljelmien lisääminen lisäisi osaltaan nielun kokoa entisestään myös CO2-pitoisuudesta riippumatta.

Kuva 2. Osa IPCC:n esittämistä hiilinieluista. Osa alkuperäisestä kuvasta jätetty pois. Lähde: IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.