Совершенно недавно изыскатели из Института Северной Аризоны, Центра изучения климата Вудвелла и Института Вайкато (Новая Зеландия) провели анализ, который показал, что при нынешних темпах потепления способность нашей планеты впитывать треть антропогенных выбросов углерода через растительность может сократиться в 2 раза в течение ближайших 20-30 лет. О повышении температуры Земли - далее.
Что обнаружили исследователи
В каждом значительном биоме по всему миру установлены измерительные вышки, которые собирают данные о качестве воздуха. Ученые взяли за основу сведения, полученные за 20-летний период, и установили критическую точку опрокидывания температуры, за пределами которой растения умеют ловить и аккумулировать углерод из атмосферы. Этот совокупный эффект исчезает по мере увеличения температуры.
Земная биосфера создается благодаря работе почвенных микробов и наземных растений. Она задействована в большей части «дыхания» Земли, обменивая углекислый газ и кислород. Экосистемы нашей планеты поглощают углекислый газ при помощи фотосинтеза и высвобождают его обратно в окружающую среду через дыхание растительности и бактерий. За последние 20 лет биосфера в целом вобрала в себя больше углерода, чем отправила в атмосферу, что уменьшило негативные последствия трансформации климата.
Но так как по всему миру продолжают наблюдаться рекордные температуры, позитивная работа биосферы может завершиться. Изыскатели выявили температурную границу, выше которой выброс углерода ускоряется, а его поглощение растениями тормозится.
Что говорит Катарина Даффи
Ведущий автор изыскания Катарина Даффи, научный сотрудник Института Северной Аризоны, обнаружила стремительное понижение фотосинтеза выше этой температурной границы почти во всех биомах на нашей планете.
«На Земле все больше людей болеют лихорадкой, и мы знаем, что каждый биопроцесс имеет диапазон температур, при которых он действует оптимально, и температуры, выше которых происходит ухудшение функции, - заявила Даффи. - Итак, нам хотелось бы знать, как долго растения смогут выдержать?»
Это изыскание первым выявило температурную границу для фотосинтеза на базе наблюдений в мировом масштабе. Известно, что температурные пороги дыхания и фотосинтеза тестировались в лабораторных условиях. Но сведения Fluxnet рассказывают о реакции земных экосистем. «Нам известно, что оптимальные температуры для людей пребывают в районе 37 °С, но научное сообщество не знало, какова природа оптимумов для биосферы Земли», - сказала Даффи.
Температурные кривые
Катарина Даффи вместе с учеными из Woodwell Climate и Института Вайкато, которые недавно разработали теорию макромолекулярной скорости (MMRT), попыталась установить оптимумы для земной биосферы. MMRT, основанная на воззрениях термодинамики, позволила экспертам произвести температурные кривые для каждого крупного биома. Итоги оказались зловещими.
Изыскатели установили, что температурные пики для вбирания углерода составляют 18 °C для более распространенных растений C3 и 28 °C для растительности C4. То есть эти данные в природе уже превышены. Это говорит о том, что во многих биомах потепление вызовет уменьшение фотосинтеза. В это же время частота дыхания увеличивается экспоненциально, трансформируя баланс экосистем от поглотителей углерода к его источникам и ускоряя изменение климата.
«Удивительно, но наш анализ показал, что оптимумы температуры для фотосинтеза во всех экосистемах весьма низкие, - сказал Вик Аркус, биолог из Института Вайкато. – Мы установили, что потепление выше 18 °С пагубно сказывается на земном поглотителе углерода».
