Первые полевые измерения изотопов закиси азота

Благодаря новому лазерному спектрометру исследователи Empa впервые смогли показать, какие процессы на пастбищных угодьях приводят к выбросам закиси азота (N₂O). Цель работы — снизить эмиссию этого мощного парникового газа за счёт лучшего понимания процессов, происходящих в почве.

Закись азота является одним из важнейших парниковых газов. Хотя её в атмосфере значительно меньше, чем диоксида углерода (CO₂), её потенциал глобального потепления примерно в 300 раз выше. N₂O сохраняется в атмосфере более 100 лет и наносит ущерб защитному озоновому слою Земли. Крупнейшим источником её выбросов является почва, особенно после внесения удобрений.

Исследователи Empa разработали лазерный спектрометр, позволяющий проводить чрезвычайно точные полевые измерения изотопного состава выделяющейся закиси азота. Это даёт возможность определить, в результате каких микробных процессов — нитрификации или денитрификации — образовался газ, и оценить, в какой степени он разлагается в почве до безвредного азота. Совместно с учёными из ETH Zurich и Института технологий Карлсруэ (KIT) было проведено более 600 измерений спектрометром на пастбищах в Баварии в течение нескольких месяцев, параллельно фиксировались влияющие факторы, такие как влажность почвы и время внесения удобрений.

«До сих пор можно было лишь проверить, правильно ли модель предсказывает время и количество выбросов, — поясняет исследователь Empa Иоахим Моон. — Определяя изотопную подпись, мы сразу понимаем, верно ли модель предсказывает и сами процессы образования N₂O». Это важный шаг для исследований, долгосрочная цель которых — снижение выбросов закиси азота из природных и сельскохозяйственных почв.