一个土壤里的神奇世界,在等着你去探索

我们很容易轻视脚下的泥土。但它的常见并不意味着无趣。一些研究人员将土壤比作地球的皮肤。

1.jpg
土壤构成了地表层,是各种矿物、富碳物质、水和空气的复杂混合物。它在生产粮食,净化大气及储存水分等方面都发挥着不可或缺的作用。土壤中还含有动植物分解所剩的残体,蕴藏着数不清的微生物,如细菌和真菌。

土壤中还有大量未解之谜的线索。比如说:远在北极的冻土中的一种细菌可能保护我们的星球!

珍妮特·琼森(Janet Jansson)在研究一种永久性冻结的土壤。这种被称为永久冻土的土壤(permafrost),覆盖了北极的大部分区域,占北半球土地面积的四分之一。

但科学家担忧一些永久冻土将不再“永久”了。近几十年来,人类活动向大气中排放了过量的二氧化碳及其他温室气体。这些气体将热量“封存”在地球表面,使温度上升。不难看出,全球气温都在不断上升,而北方地区尤为明显。这会导致大面积的永久冻土融化。

由于永久冻土的关键性作用,其消失将引发许多问题。

苔原是极北方的一片无树植被平原,覆盖于永久冻土之上。其土壤固定的碳多达整个地球土壤固碳总量的三分之一。如果永久冻土开始融化,土壤中的植物残体将开始腐烂分解。这会将这些植物中固定的碳都释放出来。其中一部分以二氧化碳的形式进入到大气中,科学家担心这将加剧全球变暖。

琼森相信土壤细菌可以帮助推算植物碳的释放速率。她在位于华盛顿州里奇兰得的太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)担任微生物学家,专门研究阿拉斯加和格陵兰岛位于北极圈内冻土中的细菌。

一些气候学家和土壤学家认为,微生物的存在会加速永久冻土的融化,促使额外温室气体的释放。然而,一些微生物却可能减缓这一过程。微生物的相互作用如何影响土壤中含碳气体的释放?琼森正在努力探索。她说,“了解其中存在哪些微生物,以及它们的作用,能帮助我们更好地做出推测。”

光是一勺土壤中就可含一百万细菌。这些微生物形成了紧密相连的群落。这使辨认具体的细菌种类变得困难。其中一些细菌在实验室条件下很难培养出来。不过琼森并不需要做这些。她运用了一种叫做宏基因组学(metagenomics)的技术。这帮助她分析出土壤样本中的遗传物质。通过一系列的基因,她能辨认出大多数的土壤细菌。

琼森希望能找出永久冻土中的一种细菌,它能够自然地吸入空气中的二氧化碳,并将其储存在地下(整个过程不会引起气温上升)。她说,理解这些细菌的运作机制,甚至能帮助科学家发明出降低大气二氧化碳浓度的新方法。

举例来说,或许有一天,科学家会在永久冻土及其他土壤中添加有用的微生物。这些外援的细菌就能从大气中吸收更多的二氧化碳,并将其储存在地下。她希望这将是应对全球变暖的新方法。

所以说,土壤中还有很多的秘密等待我们去探索,还有哪些跟土壤有关的秘密,期待你也一起来分享!



分享:

全部评论 ( 0 )

发评论
地球科学
活跃小组
地球科学
我们很容易轻视脚下的泥土。但它的常见并不意味着无趣。一些研究人员将土壤比作地球的皮肤。土壤构成了地表层,是各种矿物、富碳物质、水和空气的复杂混合物。它在生产粮食,净化大气及储存水分等方面都发...