Jeziora tybetańskie były trwałymi źródłami CO2 od ostatniego maksimum lodowego

Dlaczego starożytne jeziora górskie mają znaczenie dziś

Kiedy mówimy o zmianach klimatu, zwykle myślimy o kominach fabrycznych, lasach i oceanach. Jednak tysiące wysokogórskich jezior równie cicho wymieniają dwutlenek węgla (CO2) z atmosferą, kształtując długoterminowy klimat planety. To badanie stawia pozornie proste pytanie: czy jeziora na Wyżynie Tybetańskiej — nazywane niekiedy „Trzecim Biegunem” Ziemi — przez ostatnie 26 000 lat pochłaniały CO2 z atmosfery, czy też oddawały go z powrotem? Odpowiedź pokazuje, że te odległe wody od dawna działały jako uporczywe źródła CO2, zwłaszcza podczas kluczowego przejścia po ostatnim zlodowaceniu.

Odczytywanie historii węgla z roślin jeziornych

Aby zajrzeć w przeszłość, badacze potrzebowali wiarygodnego „termometru” dla dawnych poziomów CO2 w jeziorze. Zwrócili się ku drobnym szczątkom roślin wodnych pogrzebanym w osadach dennych. Podobnie jak rośliny lądowe, rośliny wodne budują swoje tkanki z rozpuszczonego węgla w wodzie. Względne ilości lekkich i ciężkich atomów węgla (wyrażane jako δ13C) w ich tkankach zmieniają się w zależności od tego, ile CO2 jest rozpuszczone w wodzie i jak kwaśna lub zasadowa jest ta woda. Zespół zebrał współczesne rośliny wodne i próbki wody z 105 jezior w całych Chinach, obejmujących chłodne wyżyny, zakurzone płaskowyże, równiny rzeczne i kotliny pustynne. Porównując odciski węglowe w tkankach roślin z zmierzonym CO2 w wodzie, sprawdzali, czy szczątki roślin mogą wiarygodnie śledzić dawne poziomy CO2.

Nowe narzędzie do mierzenia dawnych CO2 w jeziorach

Badanie współczesne wykazało zaskakująco silny związek między sygnaturami węgla roślin wodnych a ilością rozpuszczonego CO2. Gdy woda jeziora zawierała dużo CO2, wartości δ13C roślin były wyraźnie przesunięte w jedną stronę; gdy CO2 było niewiele, sygnał przesuwał się w przeciwnym kierunku. Zależność ta zachodziła w różnych typach roślin — zanurzonych, pływających i alg — oraz w jeziorach o bardzo odmiennej chemii. Węgiel roślinny odzwierciedlał też kwasowość wody (pH), która decyduje, jak węgiel przechodzi między rozpuszczonym CO2 a innymi rozpuszczonymi formami. Chociaż czynniki takie jak gatunek, zasolenie i głębokość wprowadzają pewien szum, ogólne wzorce były na tyle silne, że autorzy mogli opracować matematyczną kalibrację: znając δ13C szczątków roślin, mogli odtworzyć prawdopodobne stężenie CO2 w jeziorze w czasie, gdy te rośliny rosły.

Odtwarzanie 26 000 lat historii jezior tybetańskich

Uzbrojeni w tę kalibrację, badacze sięgnęli po rdzenie osadowe — naturalne archiwa wiercone na dnach jezior — z czterech jezior na Wyżynie Tybetańskiej i połączyli te nowe zapisy z wcześniej opublikowanymi danymi węglowymi z kolejnych dziesięciu jezior. Razem obejmowały one ostatnie 26 000 lat, od zimowego maksimum ostatniego zlodowacenia, przez ocieplenie, aż po dzień dzisiejszy. Stosując proxy oparte na roślinach, naukowcy zrekonstruowali, jak CO2 i pH w jeziorach rosły i spadały w czasie. Obraz, który się wyłonił, jest uderzający: w całym tym okresie jeziora tybetańskie zwykle zawierały więcej CO2, niż można by oczekiwać przy prostym równoważeniu z atmosferą — co oznacza, że konsekwentnie uwalniały CO2 do powietrza. Emisje osiągały szczyt mniej więcej między 18 000 a 8 000 lat temu, w czasie ostatniego odlodzenia i wczesnego holocenu, gdy klimat świata szybko się ocieplał.

Dlaczego CO2 osiągnęło szczyt po epoce lodowej

Moment maksymalnego wykrytego CO2 w jeziorach nie pokrywa się dokładnie z globalnym wzrostem atmosferycznego CO2 zapisanym w rdzeniach lodowych, ani z prostymi miarami ilości materii organicznej czy składników odżywczych zgromadzonych w osadach jeziornych. Zamiast tego kluczowy wydaje się bilans wodny i kwasowość. W miarę jak klimat ocieplał się po ostatniej epoce lodowej, do jezior tybetańskich wpływało więcej deszczu i wód pochodzących z topnienia. Napływy te przynosiły węgiel z gleb i rzek oraz miały tendencję do obniżania pH jezior, zmieniając wewnętrzną chemię wody tak, że większa część rozpuszczonego węgla występowała jako wolny CO2. Współczesne pomiary pokazują, że niższe pH jest ściśle powiązane z wyższym CO2 w wodzie jezior, a zrekonstruowane historie pH potwierdzają to powiązanie: jeziora były mniej zasadowe i bogatsze w CO2 podczas odlodzenia, a następnie w środkowym i późnym holocenie stały się bardziej zasadowe i bardziej zróżnicowane między sobą, podobnie jak dziś.

Co to oznacza dla globalnego cyklu węgla

Odkrycie, że jeziora tybetańskie miały 2–3 razy więcej rozpuszczonego CO2 niż dziś w okresie odlodzenia, sugeruje, że mogły być istotnym wkładem do globalnego wzrostu atmosferycznego CO2 w tamtym czasie. Współczesne jeziora na całym świecie już emitują CO2 w ilości stanowiącej znaczącą część wychwytu węgla przez oceany; w cieplejszym, wilgotniejszym świecie po epoce lodowej ten udział mógł być jeszcze większy, szczególnie w przypadku jezior wysokogórskich i z obszarów suchych, takich jak te na Wyżynie Tybetańskiej. Choć badanie koncentruje się na jednym regionie, oferuje potężne nowe narzędzie — wykorzystanie szczątków roślin wodnych do odczytywania dawnych poziomów CO2 — które można zastosować do jezior na całym świecie. Przypomina też, że w miarę jak klimat, bilans wodny i ekosystemy wzajemnie na siebie oddziałują, nawet pozornie odizolowane jeziora górskie mogą odgrywać ważne role w kształtowaniu długoterminowej historii klimatu Ziemi.

Cytowanie: Liu, H., Liu, W., Wang, Z. et al. Tibetan lakes have been persistent CO2 sources since the Last Glacial Maximum. Commun Earth Environ 7, 330 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03360-y

Słowa kluczowe: jeziora Wyżyny Tybetańskiej, obieg węgla w jeziorach, paleoklimat, izotopy roślin wodnych, emisje CO2