Ny forskning: Sandbund kan være overset kilde til drivhusgas

Metan er en kraftig drivhusgas, som i mange af naturens miljøer produceres af forskellige mikroorganismer.

Hidtil har forskerne ment, at disse mikroorganismer bryder sig så lidt om ilt, at de kun findes i iltfrie miljøer, men nu afslører et nyt studie, at de faktisk godt kan overleve længere perioder, selv om der er ilt til stede. Dermed er en ny kilde til metan-dannelse opdaget.

- Vi ved ikke, hvor store mængder metan, disse mikroorganismer producerer. Det skal vi have undersøgt nærmere. Men vi tror, der er tale om betydelige bidrag, og at det er et generelt fænomen i sandede kystzoner. Det er ikke noget, der kun foregår nogle få steder på verdenskortet, siger Ronnie N. Glud, der er professor på Biologisk Institut på Syddansk Universitet og bl.a. forsker i biogeokemi.

Kan bidrage negativt til klimabalancen

Sammen med SDU-kollegerne Amelia-Elena Rotaru og Satoshi Kawaichi fra Biologisk Institut er han medforfatter til det nye studie, der er publiceret i Nature Geoscience. Hovedforfatterne er Ning Hall og Perran Cook fra Monash University i Australien. Studiets resultater bygger på undersøgelser, der er foretaget i Danmark og Australien.

Iflg. Ronnie N. Glud er opdagelsen vigtig:

- Det her fortæller os, at der er en metanproducerende proces i kystzonen, som vi ikke har været opmærksom på. Det er en proces, som kan bidrage negativt til klimabalancen.

For at forstå nærmere hvad det er, forskerne har opdaget, starter vi med at tage på stranden, tage skoene af, smøge bukserne op og vade ud i vandet. Når tæerne synker ned i sandbunden, vil vi formentlig stå med en fornemmelse af, at her er ikke andet end sand og vand, at her er helt rent, her foregår der ikke nogen biologiske processer.

Men det gør der. Der findes masser af mikroorganismer i sandet, som blandt andet nedbryder organiske stoffer, der passerer gennem sandet. Og eftersom sandet er permeabelt – dvs. at vand kan strømme igennem det – bliver der nedbrudt mangt og meget, som derefter skylles væk af vandet - dette sikrer også, at sandet er relativt iltholdigt. Det kan sammenlignes med et såkaldt biokatalytisk filter, som bruges til at rense grundvand.

- I modsætning til, hvad man intuitivt skulle tro, så foregår der faktisk en masse mikrobiologi i sandbunden, siger Ronnie N. Glud.

Fra Australien og Avernakø

Sandbundens mikroorganismer udfører mange forskellige processer, men at nogle af dem - de såkaldte arkæer - også kan producere metan i sand, som ofte er udsat for ilt, er altså nyt for forskerne. Man har nemlig tidligere troet, at metanproducerende arkæer er meget iltfølsomme og derfor ikke burde findes i disse miljøer, hvor fx blæst og bølger ofte sørger for at ilte vandet i de øverste sedimentlag.

Men nu viser analyser fra australsk og dansk sandbund (ved Avernakø), at disse arkæer faktisk findes der. De er ikke aktive, når der er ilt i vandet, men de formår at holde sig i live, indtil der kommer en periode uden ilt. Så vågner de til dåd og begynder at producere metan.

- Vandmiljøet over sandbunden er meget dynamisk, og der kan være store iltsvingninger. Når det blæser, kommer der ilt til vandet. På en varm sommerdag bliver ilten derimod hurtigt konsumeret, og så begynder arkæerne at producere metan. Sådanne iltfrie tilstande er ikke sjældne. De opstår typisk, når tang og havgræs-materiale lejrer sig på sandbunden, og derfor må vi også forvente, at metanproduktionen kan være betydelig, siger professor Amelia-Elena Rotaru.

For at kunne producere metan, skal arkæerne have noget at leve af, og det har forskerne også undersøgt.

Arkæerne bruger metabolitter fra havplanter, dvs. opløst organisk stof, som kommer fra de havplanter, der vokser i eller nær sandbunden. Det er typisk havgræsser eller tang, og det er tilsyneladende især de ældre planter, der afgiver de eftertragtede metabolitter.

- Vi vidste ikke, at arkæerne er i stand til at gøre det, vi har set her. Det er det fascinerende ved biologien; den er så mangfoldig og kompleks, at vi stadig opdager nye mekanismer, siger Amelia-Elena Rotaru.

Naturen som redskab?

Opdagelsen er en reminder om, at vi skal være forsigtige med at bruge naturen som redskab til at håndtere menneskeskabte problemer, mener Ronnie N. Glud og siger:

- Vi skal passe på med hurtigt at implementere løsninger som f.eks. at sænke drivhusgas-frigivelse fra kystzonen, når vi ikke til fulde forstår, hvordan et givet økosystem fungerer. Der er mange gode grunde til at reetablere og efterstræbe tidligere tiders vidtstrakte bunddække af vegetation langs kysterne – det giver et sundere og mere biodiverst miljø, men tilsyneladende kan det altså også medføre forøget frigivelse af metan fra havbunden. Der er stadig meget at opdage om naturen – det bliver tydeligt, når vi gør en opdagelse som denne - men det er jo herligt, at der stadig er meget at lære, siger Ronnie N. Glud.

-------------------------------------------------------------------------------------

Fakta: Danmarks og verdens kystlinje

Danmark har ca. 8500 km kystlinje, og den er primært sandkyst. På hele kloden er der ca. 1 million km isfri kystlinje, og heraf er ca. 30 pct. sandkyst eller gruskyst.

Fakta: Metanproducerende organismer i naturen

Når en mikroorganisme producerer metan, kaldes den for metanogen. Metanogener findes især i iltfri miljøer i naturen; i koens mave, i moser og sumpe og i sedimenter. Metankoncentrationen i atmosfæren er iflg. Danmarks Meteorologiske Institut vokset med 150 pct. siden midten af 1700-tallet.

Fakta: Hvad er arkæer?

Alle livsformer på Jorden er inddelt i tre domæner: eukaryoter, bakterier og arkæer. Eukaryoter tæller bl.a. dyr, svampe og planter. Bakterier og arkæer er begge mikroorganismer, men de er så markant forskellige fra hinanden, at de har hvert deres domæne. Arkæerne har deres egen udviklingslinje, og det ses bl.a. på en speciel sammensætning af cellevæggen (når den findes) og cellemembranen. Mange arkæer er ekstremofile; dvs. de lever i ekstreme miljøer. Arkæerne er tættere beslægtet med eukaryoter (og dermed os mennesker) end bakterierne.