In een getijdenmoeras aan de kust van de Chesapeake Bay steken tientallen transparante behuizingen boven het riet en grassen uit, als hightech pods gezaaid door een buitenaards ruimteschip. Nauwelijks hoorbaar door het geroezemoes van insecten, motoren drijven de fans aan en baden de planten in de kamers met koolstofdioxidegas.
Van dit verhaal
[×] SLUITEN
Wetlands in het Smithsonian Environmental Research Center. (Adam Langley, SI) 
Fotogallerij
Voor wetenschappers van het Smithsonian Environmental Research Center (SERC) in Edgewater, Maryland, is dit het moeras van de toekomst, een reeks ongebruikelijke experimenten om de effecten van klimaatverandering en watervervuiling op een vitaal ecosysteem te simuleren. "Wat we hier doen, is het bestuderen van plantenprocessen om de omstandigheden van wetlands zoals deze te voorspellen - en getijdenmoerassen overal - over ongeveer 100 jaar, " zegt Patrick Megonigal, een wetenschapper in het centrum, terwijl hij een promenade betreedt die zich uitstrekt naar het 166 hectare grote moeras.
De veldstudie, die voortkomt uit een experiment dat voor het eerst in 1987 is gestart, is wereldwijd de enige in zijn soort die onderzoekt hoe meerdere factoren, zoals lucht- en waterverontreinigende stoffen, van invloed zijn op getijdenrijke wetlands - verwarde ecosystemen die nog belangrijker worden als buffer tegen de stormen en zeespiegelstijging waarvan voorspeld wordt dat ze de opwarming van de aarde vergezellen.
Gemaakt van PVC-buizen en doorzichtige plastic platen, is elke behuizing met open bovenkant een microkosmos van een moeras dat wordt aangevallen. Een keer per maand spuiten wetenschappers van SERC stikstofrijk water in de grond in de behuizingen, replicerend de mestafvoer die in toenemende mate in waterlichamen sijpelt zoals de Chesapeake. De planten worden blootgesteld aan een koolstofdioxideconcentratie die ongeveer twee keer zo hoog is als die in de atmosfeer van vandaag; wetenschappers hebben voorspeld dat het hogere niveau tegen 2100 de norm zal zijn, voornamelijk vanwege het verbranden van fossiele brandstoffen. Het gas komt uit dezelfde tanks die worden gebruikt in frisdrankautomaten. "Onze verkoper vertelt ons dat we meer CO2 gebruiken dan Camden Yards, " zegt Megonigal over het balpark van Baltimore Orioles. "Ik heb eigenlijk berekend hoeveel frisdrank dat is, en het is indrukwekkend: ongeveer 14 miljoen 16-ounce flessen."
Planten hebben natuurlijk kooldioxide en stikstof nodig. Maar SERC-onderzoeken hebben onder andere aangetoond dat sommige plantensoorten sneller groeien wanneer ze worden blootgesteld aan hogere CO2 en stikstof, terwijl anderen weinig respons vertonen, een dynamiek die de algehele samenstelling van het moeras kan veranderen. Toch is het moeilijk om de gevolgen te voorspellen. Deze overtollige voedingsstoffen stimuleren de plantengroei en bodemvorming, die een stijging van de zeespiegel kan tegengaan. Maar stikstof stimuleert ook de activiteit van microben, waardoor de afbraak van biomassa in de bodem wordt versneld en het vermogen van het wetland om als koolstofput te dienen om de uitstoot van kooldioxide te compenseren, wordt verminderd.
De laatste tijd onderzoeken de onderzoekers een derde milieugevaar: een invasieve soort. Het lange, gevederde gras Phragmites australis werd eind 1800 geïntroduceerd vanuit Europa door het gebruik ervan als verpakkingsmateriaal aan boord van schepen. In tegenstelling tot de inheemse soort van Phragmites, is de Europese versie een van de meest gevreesde invasieven in de oostelijke Verenigde Staten geworden, waardoor inheemse soorten agressief worden verplaatst. In de SERC-moerassen beslaat de invasieve Phragmites nu 45 hectare, ongeveer 22 keer meer dan in 1972.
In experimenten met broeikassen vonden Megonigal en collega's dat lucht- en waterverontreiniging een zegen zijn voor de Europese Phragmites . Met verhoogde koolstofdioxide groeide het dikkere bladeren, waardoor snellere algemene groei mogelijk was zonder meer water; met verhoogde stikstof besteedde het minder energie aan groeiende wortels en meer aan groeiende scheuten. Het was "robuuster in bijna elke eigenschap die we hebben gemeten, zoals de grootte en groeisnelheid, " zegt Megonigal.
In de kamers op het moeras zien de Phragmites- experimenten eruit als een venster naar een ongewenste toekomst: een perfecte storm van klimaatverandering, watervervuiling en een exotische soort klaar om wetlands langs de oostkust op en neer te slaan. Een Phragmites- invasie, zegt Megonigal, "heeft een trapsgewijs effect, met implicaties voor voedselwebben en de biodiversiteit van dieren in het algemeen."
