Anaërobe microben produceren meer lachgas (N₂O), een sterk broeikasgas, als gevolg van stijgende temperaturen. Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in Nature Climate Change toont verder aan dat een belangrijk microbieel proces dat stikstof afbreekt juist wordt afgeremd onder invloed van warmere temperaturen. Het gecombineerde effect zal, met het verder opwarmen van de aarde, resulteren in een verhoogde uitstoot van N₂O gedurende deze eeuw, met mogelijk nog verdere klimaatverandering als gevolg. NESSC-onderzoeker Jack Middelburg is een van de auteurs van het nieuwe artikel.

De hoeveelheid door mensen geproduceerde stikstof, van rioolwater tot kunstmest, is de afgelopen eeuw vertienvoudigd – en neemt nog altijd toe. Microben die in zuurstofloze omgevingen leven, zoals in rijstvelden, waddenslijk of de ondiepe zeebodem, spelen een belangrijke rol in het afbreken van stikstof. Echter, door het wereldwijd warmer worden van het klimaat kunnen deze afbraakprocessen mogelijk versnellen of vertragen, met belangrijke gevolgen voor verdere klimaatverandering.

Lachgas
Een groep wetenschappers, waaronder NESSC-onderzoeker Jack Middelburg, bestudeerden daarom twee processen die in de microbiële afbraak van stikstof een belangrijke rol spelen. Ze maakten hiervoor gebruik van monsters afkomstig van verschillende kustsystemen uit het zuiden van China. Het eerste proces dat werd onderzocht, denitrificatie, verwijdert weliswaar stikstof, maar produceert ook lachgas, een broeikasgas dat zo’n 300 keer krachtiger is vergeleken met CO2. Een andere microbieel proces, het zogeheten anammoxproces, breekt ook stikstof af, maar produceert het verder onschuldige stikstofgas, N₂.

Het nieuwe onderzoek toont aan dat het denitrificatieproces versnelt bij hogeren temperaturen, wat tot een hogere productie van N2O leidt, terwijl het anommoxproces juist trager verloopt. Een verdere temperatuurstijging door klimaatverandering zou daardoor leiden tot een hogere wereldwijde uitstoot van lachgas. De onderzoekers bekeken vervolgens verschillende opwarmingscenario’s. In het jaar 2100 kan de uitstoot van lachgas met een vijfde toenemen of zelfs meer dan verdubbelen (een toename van 130 procent), met de hoogste toename in ecosystemen op het noordelijke halfrond. Als deze extra uitstoot van lachgas in de atmosfeer belandt,  kan dat leiden tot een nog grotere mondiale temperatuurstijging, waarschuwen de wetenschappers.

Artikel:
Warming stimulates sediment denitrification at the expense of anaerobic ammonium oxidation
Nature Climate Change, 2020
Ehui Tan, Wenbin Zou, Zhenzhen Zheng, Xiuli Yan, Moge Du, Ting-Chang Hsu, Li Tian, Jack J. Middelburg, Thomas W. Trull and Shuh-ji Kao
https://doi.org/10.1038/s41558-020-0723-2