การผายลม

ก๊าซมีเทนที่หนีออกมานี้มีชื่อเรียกขานว่า "ผายลม" ต้นไม้ป่าผี แท้จริงแล้วเกิดจากจุลินทรีย์ขนาดเล็กหลายชนิด นักวิจัยต้องการทราบว่าชุมชนของจุลินทรีย์ต่างๆ สร้างก๊าซมีเทนภายในดินหรือในต้นไม้ที่ตายแล้วหรือไม่ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าอุปสรรค์ พวกเขาพบว่าแม้ว่าก๊าซมีเทนจะเกิดขึ้นในดิน แต่ต้นไม้ก็ทำหน้าที่เหมือนฟางกรองเมื่อก๊าซลอยขึ้นผ่านเนื้อไม้ จุลินทรีย์ในเนื้อไม้จะเปลี่ยนแปลงทางเคมีและใช้ก๊าซมากขึ้นเมื่อมันเพิ่มขึ้น Marcelo Ardón รองศาสตราจารย์ด้านป่าไม้กล่าวว่า "เรากำลังสืบหาว่าก๊าซมีเทนมาจากไหน และสิ่งที่เราพบก็คือมันมาจากดิน และในขณะที่มันเคลื่อนผ่านต้นไม้ มันก็เปลี่ยนไปเช่นกัน" Marcelo Ardón รองศาสตราจารย์ด้านป่าไม้และ ทรัพยากรสิ่งแวดล้อมที่ North Carolina State University "ก๊าซมีเทนกำลังถูกประมวลผลขณะที่มันเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวางเหล่านั้น" ในฐานะที่เป็นสัญญาณที่มองเห็นได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ป่าผีคาดว่าจะพบได้ทั่วไปตามชายฝั่งในภาคตะวันออกเฉียงใต้เนื่องจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ในการศึกษาก่อนหน้านี้ Ardón และเพื่อนร่วมงานพบว่าสิ่งกีดขวางมีความสำคัญต่อการคำนวณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากป่าผี และการเพิกเฉยต่อสิ่งกีดขวางเหล่านี้อาจลดการปล่อยก๊าซบางส่วนที่เกิดขึ้นในป่าที่กำลังเปลี่ยนแปลง ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยต้องการทำความเข้าใจแหล่งที่มาของก๊าซมีเทน เพื่อตอบคำถามนี้ การผายลม นักวิจัยได้วิเคราะห์ตัวอย่างก๊าซมีเทนจากต้นไม้ที่ตายแล้วในป่าร้างในพื้นที่ 5 แห่งบนคาบสมุทรอัลเบมาร์ล-แพมลิโกบนชายฝั่งนอร์ทแคโรไลนา พวกเขาวัดความเข้มข้นของก๊าซภายในต้นไม้ ในดิน และในน้ำในดิน พวกเขายังติดตามลายเซ็นทางเคมีที่จุลินทรีย์ที่ผลิตและใช้ก๊าซมีเทนทิ้งไว้ มีเทนประกอบด้วยธาตุสองชนิด ได้แก่ ไฮโดรเจนและคาร์บอน และแต่ละธาตุเหล่านี้สามารถมีน้ำหนักโมเลกุลแตกต่างจากอะตอมอื่นๆ ในประเภทเดียวกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของธาตุ การแปรผันขององค์ประกอบเหล่านี้เรียกว่าไอโซโทป และเนื่องจากพวกมันไม่มีกัมมันตภาพรังสี จึงเรียกว่าไอโซโทปเสถียร นักวิจัยวิเคราะห์ปริมาณและชนิดของไอโซโทปที่เสถียรของธาตุแต่ละชนิดเพื่อช่วยติดตามก๊าซมีเทน "ลายเซ็นของไอโซโทปเสถียรเป็นเหมือนลายนิ้วมือที่คุณสามารถติดตามได้" เมลินดา มาร์ติเนซ ผู้เขียนคนแรกของการศึกษานี้ อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ NC State และปัจจุบันเป็นนักวิชาการหลังปริญญาเอกที่ US Geological Survey กล่าว "ในผลงานชิ้นที่แล้ว เราเห็นว่ามีเทนออกมาจากต้นไม้ มันมาจากไหน มันมาจากดิน เกิดจากจุลินทรีย์ หรือภายในต้นไม้ในขณะที่มันย่อยสลาย" พวกเขาพบว่าโดยทั่วไปความเข้มข้นของมีเทนจะลดลงเมื่อได้รับจากพื้นดินในต้นไม้ที่ตายแล้ว พวกเขายังเห็นหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนระหว่างไอโซโทปที่เบาและหนักกว่าทั้งในคาร์บอนและไฮโดรเจนจากน้ำในพื้นดินสู่ดินจนถึงอุปสรรค์ สุดท้าย พวกเขาเก็บตัวอย่างจากต้นไม้และใส่ไว้ในขวดเพื่อดูว่าพวกเขาผลิตมีเธนหรือไม่เมื่อแยกในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน หรือมีเทนใด ๆ ที่ถูกนำมาใช้ในขวดที่อุดมด้วยออกซิเจน พวกเขาพบว่ามีการผลิตหรือใช้ก๊าซมีเทนน้อยมากในขวดแก้ว “ตัวอย่างขวดแก้วเพียง 5 จาก 100 ตัวอย่างเท่านั้นที่ให้ผลลัพธ์ที่มีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นหลักฐานเพิ่มเติมว่าก๊าซมีเทนที่ถูกปล่อยออกมาจากต้นไม้ที่ยืนต้นตายมีต้นกำเนิดในดิน” มาร์ติเนซกล่าว การค้นพบนี้กล่าวถึงก๊าซเรือนกระจกเพียงอย่างเดียว แต่นักวิจัยกล่าวว่าเป็นเรื่องสำคัญเนื่องจากการทำความเข้าใจการไหลของก๊าซมีเทนมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการเปลี่ยนแปลงจากป่าสู่ป่าผี นักวิจัยกล่าวว่าก๊าซมีเทนมีศักยภาพในการอุ่นสูงกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ "สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่ามีเธนเคลื่อนที่ผ่านระบบนิเวศอย่างไร" มาร์ติเนซกล่าว "พื้นที่ป่าผีเหล่านี้เป็นระบบนิเวศชั่วคราว พวกเขาจะกลายเป็นหนองน้ำ แต่แม้ในช่วงสภาวะชั่วคราว เราก็อยากรู้ว่าป่าผีผลิตและเคลื่อนย้ายก๊าซเรือนกระจกนี้ได้อย่างไร"