Får klimaændringerne mikrober til at producere mere metan?
Klimaændringer og menneskets aktiviteter er årsag til, at flere og flere mineralske partikler finder vej til naturen. Det sker fx som følge af erosion, tørkedannelse eller industriel afbrænding. Der findes mikrober, der trives med disse partikler og producerer metan i processen. Et nyt projekt har til formål at forstå, hvordan mikroberne interagerer via partiklerne, og hvordan det kan påvirke metankredsløbet.
Hver dag udledes et stigende antal mineralske partikler til det naturlige miljø. De kommer fra industrien, landbrug, skovbrande, overløb fra floder og andre begivenheder, forårsaget af klimaændringer og menneskelig aktivitet.
Som et resultat bliver geokemien i mange miljøer som floder, søer og gletsjere forstyrret; en af mange mulige forstyrrelser er, at udledningerne transporterer elektrisk ladede partikler til kystmiljøer ved oceaner, søer og nærliggende gletsjere.
I 2018 opdagede Amelia-Elena Rotaru fra Syddansk Universitet, at visse mikroorganismer indgår i nogle partnerskaber, som bruger elektrisk ledende partikler. Det er mikroorganismer, der er involveret i metan-udledninger, og de ledende partikler, som de bruger, er kulstofbaserede (fx partikler fra sod) eller partikler fra metalbaserede mineraler.
Mikrobielle partnerskaber
- Nogle mikrobielle interaktioner mellem forskellige arter er afhængige af sådanne ledende partikler, og det fører til, at de producerer metan 15 gange hurtigere, forklarer hun.
Hendes nye projekt har til formål at forstå, hvordan mikroorganismer interagerer med ledende partikler, og hvilken indflydelse sådanne interaktioner har på metankredsløbet i kystmiljøer.
Metan er den næstvigtigste drivhusgas i atmosfæren. Metan bliver primært lavet af metanproducerende mikroorganismer kaldet methanogenic archaea (methanogens), som lever i symbiotiske partnerskaber med bakterier.
Hurtigere produktion af metan
I laboratoriet producerer sådanne partnerskaber metan hurtigere, når de er i nærheden af ledende partikler, og i nogle tilfælde er partnerskabet ligefrem strengt afhængigt af ledende partikler.
- Visse mikrobielle partnerskaber trives, når de møder ledende partikler, siger Amelia-Elena Rotaru og fortsætter:
- Vi ved også, at ledende partikler kan fremskynde metanproduktionen i de mikrobielle partnerskaber, som vi studerer i laboratoriet. Men hvordan gør de det? Og hvordan påvirker det den globale metancyklus? siger Amelia-Elena Rotaru.
Hvor kommer ledende partikler fra?
Nogle ledende partikler er naturligt forekommende. Andre er menneskeskabte.
Antallet af naturligt forekommende partikler forventes at stige i kystmiljøer på grund af klimaforandringer som ørkendannelse, skovbrande, afsmeltning af iskapper og jorderosion.
Menneskeskabte partikler kommer ud i naturen, når vi bruger dem til fx miljøoprydning, gødning eller for at afhjælpe forsuring af havet.
Hvordan påvirker de metan-udslippene?
- Man må forvente, at klimaændringer og menneskets aktiviteter vil føre til øget aflejring af sort kulstof, ler og jernmineraler i kystmiljøer. Nogle af disse partikler har halvledende eller ledende egenskaber, og de kan muligvis accelerere metanproduktionen i kystmiljøernes mikrobielle samfund. Det kan føre til bobledannelse og måske større udslip af metan, siger Amelia-Elena Rotaru og tilføjer:
- Det er en global udfordring for os at forstå, hvordan udslip af metan, en potent drivhusgas, påvirkes af en øget tilførsel af ledende partikler.
Planlagte ekspeditioner
Amelia-Elena Rotaru har flere samarbejdspartnere, som bidrager til det arbejde, der skal udføres under denne bevilling, herunder Bo Barker Jørgensen fra Aarhus Universitet og Federico Aulenta og Stefano Fazi fra Italian Water Institute.
Sammen med disse planlægger ekspeditioner til Arktis, Østersøen, Middelhavet og Amiata-bjergregionen i Italien.
Arktis og Østersøen modtager et stigende input af sorte kulstofpartikler fra industrier i Nordeuropa, både fra flodoverløb og atmosfæren. I området omkring Amiata-bjerget i Italien vil forskerne undersøge udvalgte søer og vandløb, der modtager atmosfærisk Sahara-støv og sorte kulstofpartikler fra skovbrande og industrier.
Mød forskeren
Amelia-Elena Rotaru leder sin egen forskningsgruppe på Biologisk Institut. Hendes forskning er finansieret af bl.a. Det Frie Forskningsråd og Novo Nordisk Fonden.
Om bevillingen
Amelia-Elena Rotaru har modtaget et European Research Council Consolidator Grant på1.999.761 euro. Projektets titel er Conductive Minerals As Electrical Conduits In Methane Cycling.