Tutkijat selvittivät arktiselta tundralta vapautuvan kasvihuonekaasun isotooppisen sormenjäljen

Itä-Suomen yliopiston tutkijat ovat ensimmäisinä maailmassa selvittäneet arktisesta maaperästä vapautuvan typpioksiduulin isotooppisen sormenjäljen. Löydös avaa uusia mahdollisuuksia ennustaa tämän kasvihuonekaasun määrän lisääntymistä ilmakehässä sekä kehittää ilmastonmuutoksen torjuntaan tähtääviä toimenpiteitä arktisilla alueilla, joilla ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat erityisen tuntuvia.

Ilokaasunakin tunnettu typpioksiduuli on tehokas kasvihuonekaasu ja toiseksi suurin otsonikadon aiheuttaja. Kaasua muodostuu maaperän mikrobiologisissa prosesseissa luontaisesti. Maatalouskäytössä oleva maaperä ja trooppiset sademetsät ovat ilmakehään päätyvän typpioksiduulin pääasiallisia tunnettuja lähteitä. Aiemmin oletettiin, että typpioksiduulipäästöt ovat subarktisilla ja arktisilla alueilla vähäisiä.

Itä-Suomen yliopiston tutkijat havaitsivat kuitenkin jo vuosikymmen sitten, että paljaat turvealueet ikijäässä olevilla turvesoilla vapauttavat suuria määriä typpioksiduulia. Typpioksiduulipäästöt ja niiden syntyprosessit ovatkin sittemmin nousseet merkittäväksi tieteellisen tutkimuksen – ja -väittelyn – kohteeksi.

Hiljattain julkaistussa tutkimuksessa Itä-Suomen yliopiston, Venezuelan tieteellisen tutkimuskeskuksen ja Kalifornian yliopiston Berkeley-kampuksen tutkijat selvittivät subarktisen tundramaaperän vapauttaman typpioksiduulin isotooppista rakennetta. Tämä antaa mahdollisuuden arvioida, mitkä mikrobiologiset prosessit vastaavat typpioksiduulin muodostumisesta arktisessa maaperässä. Tutkimus on uusi avaus napaseutututkimuksessa, ja siinä kerätty tieto ja menetelmät mahdollistavat arktisten ekosysteemien tarkastelun osana typpioksiduulin globaalia kiertoa.

Tutkijat analysoivat typpi- ja happi-isotooppeja Luoteis-Venäjän ikijäässä olevilta turvesoilta kerätyistä typpioksiduulinäytteistä. Tutkimus kuvaa ensimmäisenä maailmassa arktiselta tundralta vapautuvan typpioksiduulin isotooppisen sormenjäljen ja valaisee typpioksiduulin syntymekanismeja.

Koska erilaiset mikrobiset prosessit jättävät erilaisen isotooppisen sormenjäljen typpioksiduuliin, tutkijat toivoivat myös pystyvänsä selvittämään eri mikrobiprosessien suhteellista osuutta tundran typpioksiduulipäästöissä. Tulokset viittaavat siihen, että erityisesti kuivina vuosina typpioksiduulin tuotto liittyy nitrifikaatioon, eli ammoniumia hapettavien mikrobien toimintaan. Kuitenkin myös denitrifikaatiolla, eli prosessilla, jossa nitraatti pelkistyy mikrobiologisesti hapettomassa ympäristössä kaasumaisiksi yhdisteiksi kuten typpioksiduuliksi, on suuri merkitys typpioksiduulin tuotossa ja päästöjen säätelyssä. Denitrifikaatio voi nimittäin pelkistää osan tuotetusta typpioksiduulista ilmaston kannalta harmittomaksi typpikaasuksi.

Tulokset ovat merkittäviä, sillä typpioksiduulin isotooppeihin liittyvää tietoa arktisilta ja subarktisilta alueilta on olemassa hyvin vähän. Tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia ennustaa typpioksiduulin päästöjä ilmakehään sekä kehittää ilmastonmuutoksen torjuntaan tähtääviä toimenpiteitä arktisilla alueilla, joilla ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat erityisen tuntuvia. Tulevaisuudessa subarktisen tundran kaltaiset luontaiset typpioksiduulipäästöt saattavat peittää alleen maataloudessa aikaansaadut typpioksiduulin päästövähennykset.

Lisätietoja: Emeritusprofessori Pertti Martikainen, p. 050 357 0545, pertti.martikainen(at)uef.fi  

Tutkimusartikkeli:

Gil, J. , T. Pérez , K. Boering , P. J. Martikainen , and C. Biasi ( 2017 ), Mechanisms responsible for high N2O emissions from subarctic permafrost peatlands studied via stable isotope techniques , Global Biogeochem. Cycles , 31 , 172 189 , doi: 10.1002/2015GB005370 .  

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa