Sedimenti na dnu jezera bilježe promjene u okolišu. Analiza 51 jezera iz borealnog i umjerenog pojasa Sjeverne Amerike pokazuje da se nakon 1850. ugljik ondje u prosjeku taložio 2,3 puta brže nego tijekom većeg dijela holocena.
Rad objavljen u časopisu Environmental Research Letters uspoređuje dugoročne zapise iz sedimentnih jezgri s novijim slojevima nastalima nakon 1850. godine. Studija ne tvrdi da sva jezera reagiraju jednako. Pokazuje da su se nakon industrijalizacije promijenile i prosječna stopa taloženja i razlike među jezerima.
Jezero kao arhiv promjena
Na dno jezera neprestano padaju ostaci algi i biljaka, čestice tla te organski materijal koji donose oborine i pritoci. Dio se razgradi u vodi, a ostatak se taloži i ostaje sačuvan u sedimentu. Slojevi se nakupljaju jedan na drugome pa dublji dijelovi jezgre mogu pokazati kako se okoliš mijenjao kroz tisuće godina.
Sedimentne jezgre zato nisu samo uzorci mulja, nego prirodni arhiv. U njima se mogu usporediti razdoblja prije i nakon velikih promjena u korištenju zemljišta, industriji i poljoprivredi. Isti se pristup koristi i pri traženju tragova početka antropocena, o čemu je Kozmos već pisao.
Za klimatski sustav važno je koliko ugljika na kraju završi i ostane zakopano u sedimentu, a ne samo koliko ga u određenom trenutku ima u vodi. Jezera zato sudjeluju u kopnenom ciklusu ugljika, iako zauzimaju razmjerno malen dio površine planeta. Ako se u sedimentu nakuplja više ugljika, to može značiti da je u jezero stiglo više organskog materijala ili da se ondje bolje očuvao. No stopa tog procesa nije stalna ni jednaka u svim jezerima.
U industrijskom razdoblju stopa je porasla
Autori su objedinili podatke iz ranije objavljenih sedimentnih jezgri i usporedili dva razdoblja: razdoblje prije industrijalizacije, od približno 11.000. godine pr. Kr. do 1850., i industrijsko razdoblje nakon 1850. godine. Podatke su ujednačili modelom koji procjenjuje suhu volumensku gustoću sedimenta i udio organske tvari ondje gdje ta svojstva nisu bila izravno izmjerena.
Prosječna stopa taloženja ugljika prije 1850. iznosila je 14,8 ± 9,3 grama po četvornom metru godišnje. Nakon 1850. porasla je na 34,6 ± 23,4 grama. Prosjek u industrijskom razdoblju tako je bio oko 2,3 puta veći. Model je pritom dobro opisao dostupne podatke; koeficijent determinacije iznosio je R² = 0,96.
Porast nije nastupio odjednom. U mnogim se jezgrama stopa počela ubrzavati oko 1700., a od dugoročne prirodne varijabilnosti jasno se odvojila nakon 1850. Industrijsko razdoblje nije donijelo samo višu prosječnu stopu taloženja; razlike među novijim slojevima također su znatno veće.
Nisu sva jezera reagirala jednako
Prosjek skriva važne razlike. Gotovo trećina slojeva nastalih nakon 1850. pokazala je pad stope nakupljanja ugljika, dok se ukupna varijabilnost povećala. Najizraženija povećanja zabilježena su u sjevernim jezerima na nižim nadmorskim visinama, koja su prije industrijskog razdoblja imala razmjerno niske stope.
Autori takav obrazac povezuju s kombinacijom utjecaja: promjenama u korištenju zemljišta, većim unosom hranjivih tvari iz atmosfere, promjenama u slivovima i povećanim dotokom organskog materijala s kopna. Ti čimbenici mogu potaknuti veću proizvodnju organske tvari u jezeru, donijeti više materijala u vodu ili promijeniti uvjete u kojima se sediment može očuvati. No podaci ne mogu za svako pojedino jezero pokazati koji je od tih čimbenika bio presudan.
Rezultati upozoravaju i na ograničenja slike o jezerima kao sve većem i pouzdanom ponoru ugljika. Brže taloženje može povećati količinu ugljika koja ostaje izvan atmosfere, ali temperatura, dotok vode, količina kisika i biološka aktivnost utječu na to koliko će se ugljika razgraditi i ponovno osloboditi. Zato treba razlikovati ugljik zakopan u sedimentu od ukupne bilance ugljika u jezeru i njegovu slivu.
Dulji zapis pokazuje što se promijenilo
Mnoge procjene ljudskog utjecaja polaze od usporedbe s razmjerno kratkim razdobljem prije industrijalizacije. Sedimentne jezgre nude duži kontekst: pokazuju kolike su se promjene događale prirodno tijekom holocena i koliko se noviji slojevi od tog prirodnog raspona razlikuju. U ovoj analizi nakon 1850. nije porasla samo prosječna stopa, nego i razlike među jezerima.
Takva referentna vrijednost važna je za buduće modele kopnenog ciklusa ugljika. Ako se promjene u slivovima i klimi nastave, ista jezera ne moraju zadržati današnje stope taloženja. Istraživači zato žele preciznije razdvojiti utjecaj hranjivih tvari, korištenja zemljišta, klime i obilježja samih jezera.
Studija pokazuje da industrijski trag nije vidljiv samo u atmosferi ili na kopnu. Zapisao se i u slojevima jezerskog dna, gdje se može usporediti s tisućama godina prirodnih promjena. Ta duga perspektiva pokazuje koliko su se posljednjih stoljeća brzo promijenili procesi koji određuju kamo ugljik odlazi i koliko dugo ondje ostaje.
