Metán minimalizmus - természet
Tárgyak
- Klímatudomány
- Geokémia
- Mikrobiológia
Ez a cikk frissült
Az ökoszisztéma szintű metánkibocsátás metaanalízise egyszerű exponenciális függést mutat a hőmérséklettől, annak ellenére, hogy a folyamatot irányító tényezők összetett sokfélesége létezik. Lásd a menüt 488. o
A metán a harmadik legnagyobb mértékben hozzájárul az üvegházhatáshoz a vízgőz és a szén-dioxid után. A metán légköri koncentrációja a 20. század nagy részében nőtt, 1999 és 2006 között stabil maradt, és most ismét növekszik, évi 0,4% -os ütemben 1. Ennek az újraindulásnak az oka nem teljesen tisztázott, de valószínűleg a vizes élőhelyek metán-kibocsátásának növekedésével függ össze: a globális metán-kibocsátás majdnem fele vizes élőhelyekből és rizsföldekből származik, amelyek várhatóan a hőmérséklet és más globális éghajlat visszacsatolásának vannak kitéve. változás. Noha az összetett tényezők együttese befolyásolja a metán kibocsátást az ökoszisztéma szintjén, Yvon-Durocher és mtsai. 2 egy ma megjelent, a 488. oldalon publikált cikkben beszámoltak arról, hogy a metánkibocsátás átlagos reakciója a hőmérsékletre számos ökoszisztémában jól leírható egyszerű matematikai összefüggéssel. Lehet ilyen egyszerű?
A legtöbb természetes metánkibocsátás a metanogéneknek nevezett mikroorganizmusokból származik, amelyek metabolikus sebessége a korlátlan szubsztráttal rendelkező kultúrában történő növekedés során az Arrhenius-egyenlet szerint változik a hőmérséklettel, ami az állandó sebesség egyszerű exponenciális függése az abszolút hőmérséklet reciprokjában. Ez a viselkedés nem meglepő: bár a metanogenezis enzim-katalizált reakciók hálózatát foglalja magában, az Arrhenius-függőség a sebességkorlátozó egylépéses kinetikát tükrözi. Figyelemre méltó azonban Yvon-Durocher és munkatársai jelentése az azonos hőmérséklet-függőségről az ökoszisztéma szintjén, mert számos fizikai, kémiai és ökológiai tényező szabályozza a metántermelést és annak légkörbe történő kibocsátását 3 .
A talajban és az üledékekben a metanogenezist végső soron komplex szerves anyagok táplálják; ennek a szerves anyagnak mekkora hányada alakul metánné, és milyen sebességgel, mind az ökoszisztéma dinamikájától, mind a metanogének enzimatikus kinetikájától függ (1. ábra). Például a szerves szén átalakulhat metán helyett szén-dioxiddá, ha oxidánsok, például oxigén, nitrát, vas (III) és szulfát állnak rendelkezésre a metanogének mikrobiális versenytársainak táplálására. Amikor pedig a szerves anyag metánné alakul, azt először más mikrobáknak fel kell bontaniuk arra a néhány egyszerű szubsztrátumra, amelyet a metanogének képesek metabolizálni, felfelé irányuló ellátás, amely korlátozhatja a metanogenezis sebességét.
A metánt (CH 4) olyan mikroorganizmusok (metanogének) hozzák létre, amelyek metabolizálják az extracelluláris enzimek és a fermentatív mikroorganizmusok által bonyolult szerves anyagok bomlásával keletkező szubsztrátumokat. A légkörbe történő metánkibocsátás sebességét befolyásolja ezen mikroorganizmusok hőmérsékletre való érzékenysége (amelyet E a jelöl), valamint olyan kémiai körülmények, mint például az oxigén rendelkezésre állása, amelyek a szén áramlását mikrobiális versenytársakra terelik, amelyeket oxidálnak. szerves anyag szénné. dioxid. A metánkibocsátás függ a diffúziós gázbuborék-transzporttól, a buborékok forrásától és a növények érrendszerétől, valamint a metán-oxidáló mikroorganizmusok által elfogyasztott metán-résztől is. E bonyolult tényezők ellenére Yvon-Durocher és mtsai. 2 szerint a metán-kibocsátás ökoszisztéma-szintű reakciója az egyszerű Arrhenius-kapcsolattal írható le.