במהלך העשורים האחרונים בוצעו מחקרים רבים על חילופי גזי חממה בין האטמוספרה לביוספרה. מבין הגזים הללו, פחמן דו חמצני (CO2) הוא הנחקר ביותר, לאור העלייה המתמשכת שלו באטמוספירה ותרומתו לעלייה בטמפרטורה הגלובלית.
שליש מפליטת ה-CO2 הנגרמת מפעילות אנושית נספג על ידי מערכות אקולוגיות יבשתיות. למערכות אקולוגיות כמו יערות, אדמות ביצות וג'ונגלים תפקיד מכריע בקליטה זו. עם זאת, מה שלעתים קרובות לא מורגש הוא זה מדבריות וטונדרות הם גם חשובים בתהליך הזה, אם כי בצורה שונה.
תפקידם של אזורים צחיחים במחזור הפחמן
אזורים צחיחים, כמו מדבריות, זכו באופן מסורתי להתעלמות בנוגע לתפקידם במחזור הפחמן. הסיבה לכך היא שבהשוואה למערכות אקולוגיות אחרות, הפעילות הביולוגית שלו נמוכה בהרבה. עם זאת, מחקרים עדכניים הראו שלמערכות אקולוגיות אלו תפקיד מכריע במאזן הפחמן העולמי, ולא רק על ידי ספיגת CO2. מחקר בהובלת המועצה העליונה למחקר מדעי (CSIC) חשפו כי ה פליטת CO2 באזורים צחיחים יכולה להיות מופעלת על ידי רוח, באמצעות תהליך שנקרא 'אוורור תת קרקעי'.
תופעה זו מתרחשת כאשר אוויר עמוס ב-CO2 הכלוא בתת הקרקע נפלט לאטמוספירה עקב מערבולות אטמוספריות הנגרמות מהרוח. תהליך זה אינטנסיבי במיוחד במהלך העונה היבשה במקומות עם לחות נמוכה בקרקע. פליטת CO2 מסוג זה במערכות אקולוגיות צחיחות זכתה להערכת חסר, ומחקרים עדכניים מצביעים על כך שהן עשויות לתרום רבות לעלייה בגזי החממה.
אתר הניסוי בקאבו דה גאטה
אחד המחקרים הרלוונטיים ביותר על אוורור תת קרקעי בוצע ביער אספרטלי צחיח למחצה בפארק הטבע קאבו דה גאטה-ניג'אר, אלמריה. אתר זה נבחר בשל תנאי הצחיח הקיצוניים והפעילות הביולוגית הנמוכה שלו, מה שהופך אותו לנקודת התייחסות אידיאלית למדידת פליטת CO2 באקלים צחיח. במשך שש שנים, בין 2009 ל-2015, חוקרים מדדו את רמות הפחמן הדו חמצני בקרקע ובאטמוספרה.
התוצאות הצביעו על כך שבתנאים רוחניים ויבשים יותר, פליטת CO2 משמעותית מתרחשת מהקרקע לאטמוספירה, ומשנה את מאזן הפחמן. למעשה, נצפה כי בזמנים מסוימים CO2 כלוא מתחת לאדמה משתחרר בכמויות גדולות, ויוצר זרם נוסף של פליטות.
הפגיעות של פחמן המאוחסן בקרקעות צחיחות
על פי מחקרים אחרונים, פחמן אורגני המאוחסן בקרקעות צחיחות הוא הרבה יותר פגיע ממה שחשבו בעבר. מינרלים בקרקע היו צפויים לפעול כמגן מגן כדי למנוע שחרור של פחמן זה. עם זאת, מחקר של המכון למדעים חקלאיים (ICA) של ה-CSIC גילה כי המינרלים הנמצאים באזורים אלה אינם יעילים כפי שסברו. כתוצאה מכך, צחיחות וטמפרטורות מוגברות כתוצאה משינויי אקלים גורמים לאובדן פחמן בלתי צפוי במערכות אקולוגיות אלו.
להפסדי פחמן אלו יש השפעה כפולה. מצד אחד, הם משחררים יותר CO2 לאטמוספירה, אשר תורם להתחממות כדור הארץ. מצד שני, אובדן זה משפיע ישירות על המגוון הביולוגי ועל פוריות הקרקע באזורים צחיחים, שכן פחמן אורגני חיוני למערכות אקולוגיות אלו.
השפעת שינויי האקלים באזורים צחיחים
שינויי האקלים משפיעים קשות על מערכות אקולוגיות צחיחות וצחיחות למחצה. התחזיות של עלייה בבצורת והתרחבות אזורים צחיחים יכול להגביר באופן משמעותי את תופעת האוורור התת קרקעי, שבאמצעותו אזורים אלו יכולים להפוך משקעי פחמן להפוך לפליטי CO2 נטו.
מחקר של אוניברסיטת המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה מעריך שמצב זה עלול לשנות לחלוטין את מאזן הפחמן העולמי. אם לא יינקטו צעדים כדי למתן את ההשפעות של שינויי האקלים, מערכות אקולוגיות צחיחות עלולות להאיץ את תהליך ההתחממות הגלובלית, ולתרום כמויות משמעותיות של CO2 נוסף לאטמוספירה.
יתר על כן, באזורים אלה שבהם לחות הקרקע נמוכה מ-30%, הרוח והיעדר צמחייה מקלים על בריחת CO2 הכלוא בתת הקרקע. זה מצביע על כך שתחזיות האקלים לעשורים הקרובים עלולות להחמיר את המצב באזורים צחיחים, ולהגדיל את פליטת ה-CO2 ברחבי העולם.
מצד שני, כמה מחקרים מצביעים על כך שאזורים צחיחים יכולים ללכוד יותר CO2 ממה שחשבו בעבר אם הם היו 'ירוקים'. צמחים המותאמים לסביבות צחיחות, יחד עם מיקרואורגניזמים מסוימים בקרקע, יכולים להיות המפתח לשיקום יכולות ספיגת הפחמן באזורים אלה.
לסיכום, למרות שאזורים צחיחים התעלמו במחקרים על מחזור הפחמן, מחקרים עדכניים מדגישים את הרלוונטיות שלהם ואת המורכבות הרבה שלהם. העלייה בפליטת CO2 עקב אוורור תת קרקעי והפגיעות של פחמן מאוחסן הופכות את האזורים הללו למוקד תשומת לב הכרחי בהקשר של שינויי אקלים.