Pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikot ovat merkittävä reaktiivisten kaasujen lähde ilmaston lämmetessä
Pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikot ovat merkittävä isopreenin ja terpeenien lähde, osoittaa tuore Itä-Suomen yliopiston johtama Atmospheric Chemistry and Physics -tiedelehdessä julkaistu tutkimus. Isopreeni ja terpeenit ovat erittäin reaktiivisia orgaanisia yhdisteitä, joiden vaikutus ilmastoon on suuri. Suomesta tutkimukseen osallistuivat Itä-Suomen yliopisto, Helsingin yliopisto ja Ilmatieteen laitos, ja mukana oli myös espanjalaisia ja yhdysvaltalaisia kumppaneita.
Pohjoisilla leveysasteilla kosteikkojen osuus maa-alasta on suuri, ja pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikot levittyvät Pohjois-Euroopasta Siperiaan ja Kanadaan. Pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikoilta vapautuvia isopreeni- ja terpeenipäästöjä tutkittiin kentällä suoritettavien mittausten ja mallintamisen avulla. Tutkijat havaitsivat, että isopreeni- ja terpeenipäästöjen määrä on paljon suurempi kuin aiemmin on luultu, ja niillä on erityisen voimakas eksponentiaalinen lämpötilavaste. Ilmaston lämmetessä pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikoista saattaakin tulla näiden yhdisteiden merkittävä lähde.
– Tutkimuksemme osoittaa, että pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikot ovat merkittävä isopreenin ja terpeenien lähde, ja nämä yhdisteet edesauttavat sekundäärisen orgaanisen aerosolin ja otsonin muodostumista. Kosteikoilta vapautuvat isopreeni- ja terpeenipäästöt ovat jääneet vähälle tutkimukselle. Me suoritimme omat, pyörrekovarianssitekniikkaa hyödyntävät päästömittauksemme alkukesästä 2021, jolloin oli poikkeuksellisen lämmintä, kertoo väitöskirjatutkija ja artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Lejish Vettikkat Itä-Suomen yliopistosta.
Pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikoilta vapautuvien isopreeni- ja terpeenipäästöjen määrään vaikuttavat lämpötila, auringon säteily ja kasvillisuus, eli kosteikolla kasvava heinikko ja pensaat. Mittaukset osoittivat, että päästöjen määrään vaikutti erityisesti epätavallisen korkea, yli 30 asteen lämpötila. Korkea lämpötila aiheutti myös korkeisiin lämpötiloihin tottumattomassa kosteikon kasvillisuudessa stressivasteen, joka säilyi vielä jonkin aikaa lämpötilojen jo laskettua. Tutkijat määrittivät myös aiemmin havaitsematta jääneiden suurempien terpeenien eli diterpeenien päästöt. Diterpeenit ovat erityisen tehokkaita muodostamaan aerosoleja, jotka vaikuttavat maapallon säteilytaseeseen pääasiassa viilentävän vaikutuksensa kautta.
– Tutkimuksemme osoittaa, että pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikkojen vaikutus maapallon ilmastoon saattaa olla merkittävä etenkin lämpötilojen jatkaessa nousuaan. On tärkeää jatkaa näiden päästöjen tutkimista ja seurantaa, jotta voimme ymmärtää niiden laajamittaisia, globaaleja vaikutuksia, apulaisprofessori Siegfried Schobesberger Itä-Suomen yliopistosta toteaa.
Tutkijat toivovatkin, että heidän nyt tekemänsä työ auttaa kehittämään entistä tehokkaampia tapoja pohjoisen havumetsävyöhykkeen kosteikoilta vapautuvien päästöjen ja niiden ilmastovaikutusten arviointiin. Näitä vähälle tutkimukselle jääneitä ekosysteemejä ja maapallon ilmastojärjestelmän välisiä monimukaisia yhteisvaikutuksia on syytä tutkia tarkemmin.
Video tutkijoiden itse rakentamasta innovatiivisesta mittausasemasta on katsottavissa YouTube-videotoistopalvelussa: https://youtu.be/gF1pAnVOPTg
Lisätietoja:
Väitöskirjatutkija Lejish Vettikkat, teknillisen fysiikan laitos, lejivett@uef.fi, +358 50 4780742 https://uefconnect.uef.fi/en/person/lejish.vettikkat-parameswaran/
Siegfried Schobesberger, teknillisen fysiikan laitos, Itä-Suomen yliopisto, siegfried.schobesberger@uef.fi, +358 50 3390647 https://sites.uef.fi/aerosol/siegfried-schobesberger/
Tutkimusartikkeli: "High emission rates and strong temperature response make boreal wetlands a large source of isoprene and terpenes,": https://doi.org/10.5194/acp-23-2683-2023.
Atmospheric Aerosol Physics -tutkimusryhmän verkkosivut: https://sites.uef.fi/aerosol/
Kuvissa:
Kuva 1: Tutkimusta varta vasten rakennettu innovatiivinen mittausasema, jonka nopea vaste ja vähäinen hävikki mahdollistavat ekosysteemitason päästömittaukset. Piipun suuaukon suuri virtaus (5000 litraa minuutissa) mahdollistaa tahmeiden erittäin reaktiivisten orgaanisten yhdisteiden mittaamisen ilman, että ne tarttuvat suuaukon seinämiin. Suuaukon yläpuolelle asennettu 3D-tuulimittari mittaa tuulen nopeutta kolmesta eri suunnasta, mikä mahdollistaa pyörrekovarianssitekniikan käytön. Uusinta tekniikkaa edustava Vocus-protoninsiirtomassaspektrometri on sijoitettu säänkestävään ilmastoituun koteloon.
Kuva 2: Väitöskirjatutkija Lejish Vettikkat (oik.) ja laboratorioinsinööri Pasi Miettinen huoltamassa säänkestävään ja ilmastoituun koteloon sijoitettua Vocus-protoninsiirtomassaspektrometriä.
