„Najgorsze gleby na Ziemi” stają się coraz większym problemem

Gleby kwaśne siarczanowe charakteryzują się pomarańczowym odcieniem i tendencją do zabijania otaczającej roślinności i ryb. Szeroko zakrojone badania Andersa Johnsona wzdłuż szwedzkiego wybrzeża ujawniają powszechną obecność tych gleb, podkreślając ich znaczący wpływ na jakość wody i zdrowie ekosystemu.

Ponieważ działalność człowieka przyspiesza powstawanie nowych kwaśnych gleb siarczanowych, zrozumienie roli, jaką geochemia i mikrobiologia odgrywają w tym procesie, staje się niezwykle istotne w celu znalezienia skutecznych strategii łagodzenia.

A nową rozprawę doktorską dostarcza cennych informacji na temat mikrobiologii kwaśnych gleb siarczanowych, czasami nazywanych „najgorszymi glebami na Ziemi” ze względu na zagrożenie, jakie stanowią dla ekosystemów.

Gleby kwaśne siarczanowe stają się aktywne, gdy osady bogate w siarczki, zwykle występujące na obecnych lub historycznych obszarach przybrzeżnych, zostaną wystawione na działanie tlenu w wyniku działalności naturalnej lub działalności człowieka. Wywołuje to reakcje chemiczne, przyspieszane przez zamieszkujące je społeczności drobnoustrojów, które obniżają pH gleby i uwalniają szkodliwe kwasy i metale.

„Kiedy na tych obszarach występują opady deszczu lub topnieje śnieg, nagromadzony kwas i rozpuszczone metale są zmywane do pobliskich zbiorników wodnych, potencjalnie zabijając rośliny i ryby, jeśli są podawane w odpowiednio wysokich stężeniach” – mówi Johnson, badacz i doktor ekologii na Uniwersytecie Linnaeus.

Chociaż gleby te uwalniają różne metale ciężkie, warto zwrócić uwagę na aluminium. Wysokie stężenie aluminium w drogach wodnych prowadzi do śnięcia ryb, ponieważ metal wiąże się ze skrzelami ryb i uniemożliwia im pobieranie tlenu z wody.

Powoduje śmierć ryb

Poważną śmiertelność ryb w północnej Szwecji bezpośrednio przypisano kwasom i metalom uwalnianym z kwaśnych gleb siarczanowych. Ponadto na niektórych terenach podmokłych wokół Kalmaru doszło ostatnio do niewyjaśnionego śnięcia ryb, co prawdopodobnie można powiązać z kwaśnymi glebami siarczanowymi, które zidentyfikowaliśmy w pobliżu.

Rozprawa Johnsona opiera się na badaniach prowadzonych wzdłuż 2000-kilometrowego wybrzeża Szwecji.

Szwecja i Finlandia charakteryzują się największą na świecie obecnością gleb borealnych o charakterze kwaśnych siarczanów. Raport z Finlandii z 2002 roku wykazał, że gleby kwaśno-siarczanowe są źródłem większej ilości kwasów i metali uwalnianych do środowiska niż cały fiński przemysł. Zasięg tych gleb w Szwecji nie jest jeszcze w pełni poznany, ale praca doktorska Johnsona dostarcza cennej wiedzy.

Badacze znali duże obszary tych gleb w północnej Szwecji. Badania te, obejmujące 2000-kilometrową linię brzegową Szwecji, rozszerzyły obecnie te znane obszary również na południową Szwecję.

„I chociaż rozmiary pól kwaśnych gleb siarczanowych są na ogół mniejsze w południowej Szwecji, mają one tendencję do stawania się bardziej kwaśnymi i uwalniania do środowiska większej ilości kwasów i metali” – mówi Johnson.

Osady bogate w siarczany, które mogą przekształcić się w kwaśne gleby siarczanowe, robią to, gdy zostaną wystawione na działanie tlenu w wyniku drenażu i suszenia. Proces ten staje się coraz częstszy i w przyszłości będzie jeszcze większym problemem ze względu na działalność człowieka – wyjaśnia Johnson.

„Kwaśne gleby siarczanowe w Szwecji staną się znacznie większym problemem w miarę częstszych susz i osuszania terenów podmokłych na potrzeby rolnictwa” – wyjaśnia Johnson.

Jak złagodzić skutki kwaśnych gleb siarczanowych

Naukowcy z Uniwersytetu Linnaeus badają procesy geochemiczne i mikrobiologiczne zachodzące podczas rozwoju gleb kwaśno-siarczanowych, szukając jednocześnie sposobów łagodzenia negatywnego wpływu na środowisko. Obecne strategie są kosztowne i mało skuteczne. Obejmują one albo traktowanie gleby wapieniem w celu zneutralizowania zakwaszenia, albo ponowne zanurzenie obszarów w celu spowolnienia procesu.

Przyglądanie się zmianom społeczności bakteryjnych tych gleb podczas różnych zabiegów może dostarczyć nowych informacji na temat sposobów ograniczania tworzenia się kwasu, ale potrzebne są dalsze badania.

„Najlepszą strategią, jaką znamy do tej pory, jest przede wszystkim zapobieganie utlenianiu się tych gleb. Gdy proces się rozpocznie, bardzo, bardzo trudno go zatrzymać. Lepsze zrozumienie, gdzie znajdują się te gleby, jest jednym ze sposobów uniknięcia zakłóceń nich” – mówi Johnson.

„Następnie, jeśli są one zakłócane lub już zostały zakłócone, zrozumienie, w jaki sposób złożone interakcje geochemiczne i mikrobiologiczne współdziałają, jest niezbędne do znalezienia sposobów na ograniczenie ich wpływu”.