Rośliny mogą nie zatrzymywać dwutlenku węgla tak długo, jak sądziliśmy.

Rośliny na Ziemi nie zatrzymują węgla tak długo, jak sądziliśmy.

Nowa analiza impulsów promieniotwórczego węgla-14 z testów bombowych z XX wieku wykazała, że rośliny magazynują więcej węgla w krótko żyjących tkankach, takich jak liście, niż wcześniej szacowano, informują naukowcy w czerwcowym wydaniu Science z 21 czerwca. Oznacza to, że ten węgiel jest prawdopodobnie bardziej podatny na ponowne uwolnienie do atmosfery — potencjalnie zmieniając szacunki dotyczące tego, ile antropogenicznego węgla biosfera może przechować, twierdzi zespół.

W lipcu 1945 roku Stany Zjednoczone detonowały pierwszą bombę plutonową. Test „Trinity” rozpoczął dziesięciolecia testów broni nuklearnej, szczególnie w latach 50. i na początku lat 60. Każda detonacja wprowadzała dużą falę promieniotwórczego węgla-14, wersji węgla, do atmosfery Ziemi. Promieniotwórczy węgiel z bomby dołączył następnie do cyklu węgla na Ziemi, przepływając przez oceany i biosferę Ziemi (SN: 14.04.20).

Fakt ten stał się naukowym złotym podarkiem z testów bombowych: Wiadomo było, że wybuchy radiowęgla krążące przez układ Ziemi były bardzo podobne do impulsów promieniotwórczych środków kontrastujących medycznych podróżujących przez ludzkie ciało. Oferowały one unikalną możliwość naukowcom śledzenia węgla, analizowania, gdzie i jak długo był przechowywany i uwalniany na całym świecie.

Teraz ta wiedza jest kluczowa. Wraz z ociepleniem klimatu z powodu nagromadzenia dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze, istnieje pilna potrzeba zrozumienia, jak długo biosfera Ziemi — w tym rośliny i gleba — może zatrzymać niektóry z tego węgla — mówi Heather Graven, naukowiec atmosferyczny z Imperial College London (SN: 10.03.22).

Aktualne modele komputerowe klimatu szacują, że roślinność i gleby Ziemi absorbsują około 30 procent emisji dwutlenku węgla spowodowanych przez człowieka. Graven i jej koledzy byli ciekawi tego. „Zainteresowaliśmy się analizą modeli biosfery i w jaki sposób dobrze odwzorowują radiowęgiel z testów bombowych” - mówi.

W nowym badaniu Graven i jej koledzy skupili się na krótkim okresie czasu, od 1963 do 1967, podczas którego nie było żadnych testów bombowych. Oznaczało to brak nowych impulsów, które mogłyby wprowadzić niejasności w dane — tylko już poruszające się systemem impulsy radiowęgla. Zespół skupił się także tylko na części magazynowania węgla związanej z wzrostem roślin.

Zespół rozpoczął od ponownej oceny ilości węgla-14, która według szacunków wnikała do górnej atmosfery z testów bomby, oraz ilości przechodzącej do niższej atmosfery i oceanów w tym czasie. Aby to zrobić, badacze zaktualizowali wcześniejsze szacunki na podstawie danych węgla-14 zebrane przez samoloty, balony stratosferyczne i boje oceaniczne. Następnie obliczyli, ile węgla-14 musiałoby wkroczyć do biosfery. Zespół porównał następnie obserwacje satelitarne przechowywania węgla w żywej roślinności z symulacjami komputerowymi, które wykazywały, gdzie w roślinach zgromadzał się węgiel.

Wyniki były zaskakujące, mówi Graven. Większość obecnych symulacji komputerowych roślinności i klimatu niedoszacowuje, jak szybko rośliny rosną. Obecne modele sugerują, że rośliny pobierają między 43 a 76 bilionów kilogramów węgla rocznie; nowe badanie zwiększa to do co najmniej 80 bilionów — być może nawet dwukrotnie więcej.

Brzmi to jak dobra wiadomość, jeśli chodzi o nadzieje na przechowywanie nadmiaru węgla z działalności ludzkiej w biosferze (SN: 9.07.21). Ale zespół stwierdził, że jest też pewna wada. Śledzenie promieniotwórczego węgla z bomb także ujawniło, że w krótko żyjących biomasa, takich jak liście i cienkie, drobne korzenie, gromadzony jest więcej węgla niż wcześniej sądzono. Te tkanki są o wiele bardziej podatne na degradację uwalniającą węgiel z powrotem do atmosfery niż dłużej żyjące tkanki, takie jak łodygi i większe korzenie.

„Węgiel trafiający [do roślin] teraz nie będzie tam tak długo, jak sądziliśmy” - mówi Graven. To, twierdzi, podkreśla, jak ważne jest ograniczenie emisji paliw kopalnych. „Istnieje ograniczenie dotyczące tego, ile możemy przechować w roślinności.”

To, co te wyniki oznaczają dla przyszłych prognoz klimatu i w jaki sposób najlepiej uwzględnić rolę roślinności w tych modelach, nie jest jeszcze jasne - mówi Lisa Welp, biogeochemik z Uniwersytetu Purdue w West Lafayette w stanie Indiana, która nie brała udziału w badaniu. Ale, twierdzi, podważają one pewność, jak dobrze modele klimatyczne będą w stanie symulować tę rolę.