Permafrost – zaleđena Pandorina kutija
Sa ubrzanjem globalnog zagrevanja dolazi i do topljenja permafrosta, ogromnih ledenih površina koje vešto skrivaju svoj sadržaj, a koji sada preti da značajno ugrozi naš opstanak. Jesmo li zaista svesni koliko ozbiljne mogu biti posledice?
Permafrost na Arktiku
Izvor: https://assets.nrdc.org/sites/default/files/styles/full_content–retina/public/media-uploads/guide_permafrost_579215990_rm_ds_2400.jpg?itok=mY63upPu
Šta je permafrost?
Permafrost je prema definiciji bilo koje zemljište koje je zaleđeno (0°C ili niže) barem 2 godine. Permafrost se javlja u oblastima Arktika i Antarktika, i predstavlja veliki izvor organskih jedinjenja ugljenika. Ova jedinjenja se akumuliraju u permafrostu već desetinama hiljada godina, čak od vremena ledenih doba. Smatra se da postoji između 1,460-1,600 tona organske materije, skoro duplo više nego u atmosferi. Danas, dominantno antropogenim dejstvom, dolazi do odleđivanja ovog zemljišta, čime se oslobađaju supstance i organizmi koji mogu imati negativan uticaj kako na klimu, tako i na ljudski život.
Zašto dolazi do odleđivanja permafrosta?
Kao što već znamo, korišćenjem fosilnih goriva se oslobađa ugljen-dioksid, čime se povećava efekat staklene bašte i temperatura na Zemlji raste. Samim tim, i temperatura na Arktiku raste, što dovodi do povećanja temperature zemljišta iznad 0°C. U takvoj sredini, mikroorganizmi prisutni u permafrostu razlažu organsku materiju, oslobađajući dodatne količine gasova staklene bašte – ugljen-dioksid i metan. Na ovaj način, putem pozitivne povratne sprege, dolazi do ubrzanja globalnog zagrevanja.
Hiljadama godina zarobljene supstance
Zapaljeni metan koji izbija iz dubine zemljišta
Izvor:https://cdn6.nzgeo.com/2015/08/NationalGeographic_1507745-1300×867.jpg
Kao što je već rečeno, ogromna količina Zemljinog ugljenika je ,,zaključana’’ u permafrostu. Odleđivanjem i aktivnošću mikroorganizama dolazi do oslobađanja gasova staklene bašte kroz aerobnu i anaerobnu respiraciju. Jedna forma anaerobne respiracije jeste metanogeneza, koja podrazumeva da metanogene arhee koriste organske materije u svom metabolizmu produkujući metan i oslobađajući ga u atmosferu. Sa druge strane, aerobnom respiracijom se oslobadja ugljen-dioksid. Oba gasa su veoma potentna kada govorimo o efektima staklene bašte. Zato se sve veća pažnja pridaje procesima odleđivanja permafrosta i traži se rešenje kojim bi se oni zaustavili.
Međutim, kao što je rekao dr Arvin Edvards sa Univerziteta u Aberistvitu (Velika Britanija): ,,Permafrost je zamrzivač za mnogobrojne štetne materije, ne samo gasove staklene bašte’’. Tokom Hladnog rata, Sjedinjene Američke Države su napravile istraživačke centre na Grenlandu koji su bili na nuklearni pogon. Sa druge strane, SSSR je vršio testiranja nuklearnog oružja na ruskom arhipelagu Nova Zemlja. Obe strane su odgovorne za veliku količinu nuklearnog i radioaktivnog otpada koji se trenutno nalazi u ovim oblastima. Odleđivanjem permafrosta ove supstance će se osloboditi u atmosferu što će imati fatalne posledice na ekosisteme, a i na čoveka.
Detonacija nuklearnog oružja
Izvor:https://i2.wp.com/epthinktank.eu/wp-content/uploads/2018/01/eprs-briefing-608720-understanding-nuclear-weapons-ballistic-missiles-final.jpg?fit=1000%2C721&ssl=1
Mikrobiološki diverzitet permafrosta
Kada govorimo o živom svetu u ekstremnim uslovima kakav je u oblasti Arktika, jedini organizmi koji mogu preživeti ovakve uslove su organizmi iz domena Bacteria i Archea. Mnogo toga se ne zna o mikrobiološkom diverzitetu ovog ekosistema i mnogo toga se mora još istražiti.
Primarni problem naučnika je što se ove bakterije i arhee ne mogu uzgajati u laboratorijskim uslovima što ograničava mogućnost karakterizacije ovih organizama. Jedna od metoda koja se koristi pri ovakvim istraživanjima jeste analiza metagenoma. Metagenomske analize podrazumevaju uzimanje uzorka zemljišta, a potom izolovanje, sekvenciranje i poređenje genoma mikroorganizama koji su prisutni u uzorku. Zapaženo je da najveći broj vrsta mikroorganizama permafrosta pripada grupi metanogenih arhea, a istovremeno se veliki broj novih, do sada nepoznatih, grupa mikroorganizama otkriva.
Metanogene arhee
Izvor: http://oneworldoneocean.com/wp-content/uploads/2020/07/methanogens485.jpg
Potencijalna opasnost
Za sada nema mnogo konkretnih dokaza o grupama virusa i patogenih bakterija koji bi mogli biti oslobođeni topljenjem permafrosta. Naučnici su do sada uspeli da pronađu i izoluju virus star 30,000 godina, a potom su uspešno inficirali amebu (iz roda Acanthamoeba) tim virusom.
30,000 godina star virus otkriven u sibirskom permafrostu
Izvor:https://ichef.bbci.co.uk/news/1024/media/images/73332000/jpg/_73332957_13-20670-large3.jpg
Da li to znači da postoje praistorijski patogeni koji bi mogli da inficiraju i čoveka? Postoje sumnje da se ovo već događa. Naime, 2016. godine došlo je do epidemije antraksa u Sibiru i postoji hipoteza da je bakterija potekla sa leša irvasa koji je bio godinama zaleđen u permafrostu. Više hiljada irvasa je umrlo, desetine ljudi hospitalizovano, a nažalost je i jedno dete preminulo.
Da li je ovo naša ,,nova stvarnost’’? Da li ćemo, i pored svih gorućih problema, biti primorani da mislimo o praistorijskim patogenima? Vreme će pokazati, a na čovečanstvu ostaje da uradi sve što je u njegovoj moći da se tako nešto ne desi.
Izvori:
- https://www.livescience.com/warming-arctic-nuclear-waste-viruses
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4586845/
- https://climatekids.nasa.gov/permafrost/
- https://academic.oup.com/femsec/article/92/3/fiw018/2470103
- https://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2016/08/03/488400947/anthrax-outbreak-in-russia-thought-to-be-result-of-thawing-permafrost
- https://www.independent.co.uk/climate-change/arctic-permafrost-nuclear-waste-viruses-b1930528.html
- https://arctic.noaa.gov/Report-Card/Report-Card-2019/ArtMID/7916/ArticleID/844/Permafrost-and-the-Global-Carbon-Cycle
- https://www.nature.com/articles/nature10576
- https://gfzpublic.gfz-potsdam.de/rest/items/item_3094899_7/component/file_3942888/content
