مع ارتفاع درجة حرارة التربة في مناطق خطوط العرض العليا، تغير الميكروبات الموجودة في التربة كيفية تعاملها مع العناصر الغذائية مثل النيتروجين. في العادة، تعمل هذه الميكروبات على إعادة تدوير النيتروجين، حيث تسحبه من التربة وتحوله إلى أشكال غير عضوية – مثل الأمونيوم والنترات – يمكن للنباتات امتصاصها. لكن دراسة جديدة نشرت في بيولوجيا التغيير العالمي ويشير إلى أنه مع ارتفاع درجات الحرارة، تغير الميكروبات استراتيجيتها. إنهم يأخذون المزيد من النيتروجين لأنفسهم مع تقليل الكمية التي يطلقونها مرة أخرى في البيئة. يغير هذا التغيير تدفق النيتروجين عبر النظام البيئي، مما قد يؤدي إلى إبطاء نمو النباتات والتأثير على معدل ارتفاع درجة حرارة كوكبنا.

تأتي هذه النتائج من تجارب أجريت في الأراضي العشبية شبه القطبية بالقرب من هفيراجيري في أيسلندا. وفي عام 2008، غيرت الزلازل مسار المياه الجوفية في منطقة كانت دافئة بسبب تدرجات الطاقة الحرارية الأرضية، مما أدى إلى خلق بقع من التربة ترتفع حرارتها بين 0.5 درجة مئوية و40 درجة مئوية فوق درجات الحرارة العادية. وقد حول هذا الحدث المنطقة إلى مختبر طبيعي حيث يمكن للباحثين دراسة كيفية استجابة النظم البيئية لظاهرة الاحتباس الحراري على المدى الطويل في ظل الظروف الطبيعية.

أبحاث سابقة في هذا الموقع، أظهرنا بالفعل أنه في حالة ارتفاع درجة حرارة التربة، تصبح الميكروبات نشطة للغاية بينما تكون النباتات في حالة سبات. ونتيجة لذلك، فقدت المركبات المحتوية على النيتروجين التي أطلقتها الميكروبات في التربة، إما عن طريق الترشيح إلى التربة. المياه الجوفية أو عن طريق الهروب إلى الغلاف الجوي كالقوي غازات الدفيئة أكسيد النيتروز.

في هذا العمل، أضاف العلماء النيتروجين-15 إلى التربة، ويمكنهم تتبعه لتحديد مقدار ما استهلكته النباتات وماذا فعلت به. ووجد الباحثون أنه بعد فقدان المغذيات الأولي، أصبحت الميكروبات أكثر تحفظًا في تعاملها مع النيتروجين، وإعادة تدوير النيتروجين داخليًا بدلاً من امتصاص المزيد من الأرض. وفي الوقت نفسه، توقفت الميكروبات عن إطلاق الأمونيوم، وهو منتج ثانوي غني بالنيتروجين لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي الذي يمكن استخدامه بواسطة النباتات – وهو المعادل الميكروبي للبول، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة. سارة مارانيون خيمينيز، عالم التربة في مركز البحوث البيئية وتطبيقات الغابات في إسبانيا.