
美国国家科学基金会(NSF)的多媒体新闻编辑查理·赫克(Charlie Heck)向现场科学贡献了这篇文章 专家声音:专家和见解。
自上次冰河时代以来,阿拉斯加北极的植物一直将碳从大气中取出并将其锁定在土壤中。因此,数千年来,世界上这个地区的土壤微生物一直存在于有限的碳饮食上,因为许多有机物都将其冻结到永久冻土层中,该层始于地下脚。
但是现在,永久冻土开始解冻。这意味着所有这些微生物都将发现自己是在全罐碳自助餐中。在美国国家科学基金会的支持下,生态学家马修·沃伦斯坦(Matthew Wallenstein)和科罗拉多州立大学的一个团队来到了北极圈子内的工具野外站,以钻探土壤核心进行研究。他们正在尝试更多地了解土壤中的微生物如何将碳从地球循环到大气。科学家估计,北极在其景观中存储的碳比在整个大气中存储的碳多 - 因此,如果释放碳,它有可能影响全球气候,以及作物生产力和野火。 [微生物释放埋藏的北极碳(画廊)]
下面是博士后研究员兼研究团队成员Wallenstein和Megan Machmuller回答有关北极,研究以及在阿拉斯加工作的感觉。
马修·沃伦斯坦(Matthew Wallenstein)
NSF:为什么在北极进行这项研究?
马修·沃伦斯坦(Matthew Wallenstein):北极地区是一个广阔的地区,在数千年的土壤中锁定了大量碳。那碳现在很容易受到气候变暖的释放。如果发生这种情况,它可能会加速气候变化的速度。寒冷,潮湿的条件缓慢分解。因此,植物固定的碳积聚在土壤中。此外,在表面以下,大部分北极都被永久冷冻的土壤(称为多年冻土)所覆盖,该土壤保存了古老的土壤碳。
NSF:您正在使用哪种类型的乐器或工具进入土壤?
MW:当土壤被冷冻时,我们使用燃气动力螺旋钻来收集土壤样品。这是体力劳动。在夏天,我们可以轻松地使用黑桃和锯子收集解冻的土壤。
NSF:什么是土壤微生物,为什么它们在您的研究中很重要?
MW:土壤包含了令人难以置信的生命多样性 - 只有少数几种微生物!这些微生物对地球上的生命至关重要。例如,它们分解了死动植物和动物生物量,从而回收了其中所含的营养。
NSF: 多年冻土层和您正在研究的土壤有什么区别?
MW:永久冻土是永久冷冻的土壤。这产生了一个密集的障碍,可防止水排出这种景观。在永久冻土上方,大约有3英尺的土壤在冬季冻结,在短暂的夏季生长季节融化。
NSF:永久冻土的解冻如何影响碳循环?
MW:由于永久冻结融化,微生物可以开始分解它。当它们分解这些土壤时,大部分碳被称为二氧化碳或释放为甲烷 - 都强烈的温室气体。虽然我们知道随着气候温暖,土壤碳的损失可能会更快,但也有可能以更快的速度产生新的土壤碳。我们正在尝试了解有关新土壤形成的控制。我们使用尖端技术将植物固定的碳追踪到分子水平的土壤中。然后,我们将这些信息纳入复杂的模型中,以提高我们预测植物,土壤和大气之间碳转移的能力。
梅根·马赫穆勒(Megan Machmuller)
NSF:在阿拉斯加,这种现场研究影响了您的学术或职业计划吗?
毫米:阿拉斯加的研究增强了我对我生态职业的热情。我认为,当今最紧迫的生态挑战之一是了解北极气候变化的后果,因此我很荣幸在那里进行研究。因为北极的变暖比世界其他地方快得多,所以我们必须了解这对这个生态系统意味着什么。我想并不是每个人都喜欢在寒冷,偏远地区工作,但是我感到非常幸运,并希望在整个职业生涯中继续进行北极研究。 [图片:来自科学专业女性的工件这是给出的
NSF:您在阿拉斯加的研究中最难忘的时刻是什么?
毫米:来自阿拉斯加有几种令人难忘的经历,我不可能只选择一种。在如此美丽,原始的生态系统中,我感到非常幸运。北极的美丽永远不会变老。然而,我们经常会面临恶劣的天气条件和意外的挑战。通常,这些意外的情况最令人难忘。我们第一次前往北极的最后一个野外季节,我们受到了很多积雪的欢迎。为了访问我们的现场站点,我们必须使用雪鞋和雪橇来携带我们的设备。通过雪和冷冻的固体地面钻探土壤岩心是非常具有挑战性的。尽管遇到了困难,但我们肯定确实有很多乐趣。在此领域的游览中,我们为NSF Science Nation和PBS Newshour做了一个部分。传达我们的科学是一个挑战,也是一种令人振奋的经历。还看到灰熊,驯鹿,马斯克牛或北极光永远不会变老。我期待着回到这个令人难以置信的生态系统。
NSF:您对有兴趣追求大学科学的孩子有什么建议?
毫米:经验。探索。享受。无论是在实验室还是领域,都可以获得可能的研究经验。这些类型的经历确实使我对大学的科学感到兴奋。继续探索,您会发现什么吸引了科学。当然,生活中最重要的事情之一就是要幸福。如果科学是您喜欢的和您喜欢的东西,那就去吧!跟随您的内心和梦想,知道艰苦的工作会得到回报。不要害怕挑战,拥抱和成长。
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