A new study examined interactions between biomolecules and clay minerals in the soil and shed light on factors that influence trapping of plant-based carbon in the soil. It was found that charge on biomolecules and clay minerals, structure of biomolecules, natural metal constituents in the soil and pairing between biomolecules play key roles in sequestration of carbon in the soil. While presence of positively charged metal ions in the soils favoured carbon trapping, the electrostatic pairing between biomolecules inhibited adsorption of biomolecules to the clay minerals. The findings could be helpful in predicting soil chemistries most effective in trapping carbon in soil which in turn, could pave way for soil-based solutions for reducing carbon in atmosphere and for global warming and பருவநிலை மாற்றம்.
கார்பன் சுழற்சி என்பது வளிமண்டலத்திலிருந்து பூமியில் உள்ள தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகள் மற்றும் மீண்டும் வளிமண்டலத்திற்கு கார்பனை நகர்த்துவதை உள்ளடக்கியது. பெருங்கடல், வளிமண்டலம் மற்றும் உயிரினங்கள் கார்பன் சுழற்சிகள் மூலம் முக்கிய நீர்த்தேக்கங்கள் அல்லது மூழ்கி உள்ளன. நிறைய கார்பன் is stored/sequestrated in rocks, sediments and soils. The dead organisms in rocks and sediments may become fossil fuels over millions of years. Burning of the fossil fuels to meet energy needs release large amount of carbon in the atmosphere which has tipped the atmospheric carbon balance and contributed to global warming and consequent பருவநிலை மாற்றம்.
1.5 ஆம் ஆண்டுக்குள் புவி வெப்பமடைதலை 2050 டிகிரி செல்சியஸாகக் கட்டுப்படுத்த முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகின்றன. புவி வெப்பமடைதலை 1.5 டிகிரி செல்சியஸாகக் கட்டுப்படுத்த, 2025 ஆம் ஆண்டுக்குள் பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றம் உச்சத்தை எட்ட வேண்டும் மற்றும் 2030க்குள் பாதியாகக் குறைக்கப்பட வேண்டும். இந்த நூற்றாண்டின் இறுதிக்குள் வெப்பநிலை உயர்வை 1.5 டிகிரி செல்சியஸாகக் கட்டுப்படுத்தும் பாதையில் உலகம் இல்லை என்பதை வெளிப்படுத்தியது. தற்போதைய லட்சியங்களுக்குள் புவி வெப்பமடைவதைக் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய 43 ஆம் ஆண்டிற்குள் கிரீன்ஹவுஸ் வாயு வெளியேற்றத்தில் 2030% குறைப்பை அடைய இந்த மாற்றம் வேகமாக இல்லை.
It is in this context that the role of soil கரிம கார்பன் (SOC) in பருவநிலை மாற்றம் is gaining importance both as a potential source of carbon emission in response to global warming as well as a natural sink of atmospheric carbon.
கார்பனின் வரலாற்று மரபுச் சுமை (அதாவது, தொழில்துறை புரட்சி தொடங்கிய 1,000 முதல் சுமார் 1750 பில்லியன் டன் கார்பன் உமிழ்வு) இருந்தபோதிலும், உலக வெப்பநிலையில் ஏற்படும் எந்த அதிகரிப்பும் வளிமண்டலத்தில் உள்ள மண்ணிலிருந்து அதிக கார்பனை வெளியிடும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, எனவே தற்போதுள்ளதைப் பாதுகாக்க வேண்டியது அவசியம். மண் கார்பன் பங்குகள்.
Soil as a sink of கரிம கார்பன்
Soil is still Earth’s second largest (after ocean) sink of கரிம carbon. It holds about 2,500 billion tons of carbon which is about ten times the amount held in the atmosphere, yet it has huge untapped potential to sequester atmospheric carbon. Croplands could trap between 0.90 and 1.85 petagrams (1 Pg = 1015 கிராம்) கார்பன் (Pg C) வருடத்திற்கு, இது இலக்கில் 26-53% ஆகும்4 முன்முயற்சிக்கு 1000” (that is, 0.4% annual growth rate of the standing global soil கரிம carbon stocks can offset the current increase in carbon emission in the atmosphere and contribute to meet the காலநிலை target). However, the interplay of factors influencing trapping of plant-based கரிம matter in the soil is not very well understood.
மண்ணில் கார்பன் பூட்டப்படுவதை என்ன பாதிக்கிறது
A new study sheds light on what determines whether a plant-based கரிம matter will be trapped when it enters soil or whether it will end up feeding microbes and return carbon to the atmosphere in the form of CO2. உயிரி மூலக்கூறுகள் மற்றும் களிமண் தாதுக்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை ஆய்வு செய்ததைத் தொடர்ந்து, உயிரி மூலக்கூறுகள் மற்றும் களிமண் தாதுக்கள், உயிரி மூலக்கூறுகளின் அமைப்பு, மண்ணில் உள்ள இயற்கை உலோகக் கூறுகள் மற்றும் உயிரி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே இணைத்தல் ஆகியவை மண்ணில் கார்பனை வரிசைப்படுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.
களிமண் தாதுக்கள் மற்றும் தனிப்பட்ட உயிர் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை ஆய்வு செய்ததில் பிணைப்பு கணிக்கக்கூடியது என்பதை வெளிப்படுத்தியது. களிமண் தாதுக்கள் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்படுவதால், நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கூறுகளைக் கொண்ட உயிர் மூலக்கூறுகள் (லைசின், ஹிஸ்டைடின் மற்றும் த்ரோயோனைன்) வலுவான பிணைப்பை அனுபவித்தன. ஒரு உயிர் மூலக்கூறு அதன் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கூறுகளை எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட களிமண் தாதுக்களுடன் சீரமைக்கும் அளவுக்கு நெகிழ்வானதா என்பதாலும் பிணைப்பு பாதிக்கப்படுகிறது.
மின்னியல் மின்னேற்றம் மற்றும் உயிர் மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பு அம்சங்களுடன் கூடுதலாக, மண்ணில் உள்ள இயற்கை உலோகக் கூறுகள் பாலம் உருவாக்கம் மூலம் பிணைப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிப்பது கண்டறியப்பட்டது. உதாரணமாக, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மெக்னீசியம் மற்றும் கால்சியம், எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உயிர் மூலக்கூறுகள் மற்றும் களிமண் தாதுக்களுக்கு இடையே ஒரு பாலத்தை உருவாக்கி, மண்ணில் உள்ள இயற்கை உலோகக் கூறுகள் மண்ணில் கார்பன் பொறியை எளிதாக்கும்.
மறுபுறம், உயிரி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான மின்னியல் ஈர்ப்பு பிணைப்பை மோசமாக பாதித்தது. உண்மையில், உயிரி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு ஆற்றல், களிமண் கனிமத்திற்கு ஒரு உயிர் மூலக்கூறு ஈர்க்கும் ஆற்றலை விட அதிகமாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. இதன் பொருள் களிமண்ணுக்கு உயிர் மூலக்கூறுகளின் உறிஞ்சுதல் குறைகிறது. இவ்வாறு, மண்ணில் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உலோக அயனிகள் இருப்பது கார்பன் பொறிக்கு சாதகமாக இருக்கும் அதே வேளையில், உயிரி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான மின்னியல் இணைத்தல் களிமண் தாதுக்களுக்கு உயிர் மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சுவதைத் தடுக்கிறது.
These new findings about how கரிம carbon biomolecules bind to the clay minerals in the soil could help modify the soil chemistries suitably to favour carbon trapping, thus pave way for soil-based solutions for பருவநிலை மாற்றம்.
***
குறிப்புகள்:
- Zomer, RJ, Bossio, DA, Sommer, R. et al. க்ரோப்லாண்ட் மண்ணில் கரிம கார்பனின் உலகளாவிய வரிசைப்படுத்தல் சாத்தியம். அறிவியல் பிரதிநிதி 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8
- ரம்பெல், சி., அமிராஸ்லானி, எஃப்., செனு, சி. மற்றும் பலர். 4p1000 முன்முயற்சி: மண் கரிம கார்பன் வரிசைப்படுத்துதலை ஒரு நிலையான வளர்ச்சி உத்தியாக செயல்படுத்துவதற்கான வாய்ப்புகள், வரம்புகள் மற்றும் சவால்கள். ஆம்பியோ 49, 350–360 (2020). https://doi.org/10.1007/s13280-019-01165-2
- வாங் ஜே., வில்சன் ஆர்எஸ், மற்றும் அரிஸ்டில்ட் எல்., 2024. நீர்-களிமண் இடைமுகங்களில் உயிர் மூலக்கூறுகளின் உறிஞ்சுதல் படிநிலையில் மின்னியல் இணைப்பு மற்றும் நீர் பிரிட்ஜிங். PNAS. 8 பிப்ரவரி 2024.121 (7) e2316569121. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2316569121
***
