Växter kanske inte behåller koldioxid så länge som vi trodde

Jordens växter håller inte kvar kol så länge som vi trodde.

En ny analys av pulser av radioaktivt kol-14 från bomber som testades under 1900-talet avslöjar att växter lagrar mer kol i kortlivade vävnader såsom blad än tidigare uppskattat, rapporterar forskare i den 21 juni-utgåvan av tidningen Science. Det innebär att detta kol förmodligen är mer sårbart att återigen släppas ut i atmosfären - vilket potentiellt kan ändra uppskattningarna över hur mycket antropogent kol biosfären kan hålla, säger teamet.

I juli 1945 detonerade Förenta staterna den första plutoniumbomben. Det "Trinity" testet startade decennier av tester med kärnvapen, särskilt på 1950- och början av 1960-talet. Varje detonation skickade en stor spike av radioaktivt kol-14, en variant av kol, ut i Jordens atmosfär. Bombradioaktivt kol anslöt sig sedan till Jordens kolcykel och fortsatte genom Jordens hav och biosfär.

Denna fakta blev en vetenskaplig silver lining till bombtester: Pulserna av radioaktivt kol som cirkulerar genom Jordens system, insåg forskare, liknande pulserna av radioaktiva medicinska spårämnen som reser genom en människokropp. De erbjöd en unik möjlighet för forskare att följa koldioxiden, analysera var och hur länge den lagrades och släpptes ut runt om i världen.

Denna information är nu avgörande. När klimatet blir varmare på grund av ackumulationen av koldioxid och andra växthusgaser i atmosfären, finns ett akut behov att förstå hur länge Jordens biosfär - inklusive dess växter och jord - kan lagra en del av det kolet, säger Heather Graven, en atmosfärsvetenskapskvinna på Imperial College London.

Aktuella datormodeller av klimatet uppskattar att Jordens vegetation och jord tar upp cirka 30 procent av de mänskorskapade koldioxidutsläppen. Graven och hennes kollegor var nyfikna på det. "Vi var intresserade av att granska modellerna av biosfären och hur väl de representerade radioaktivt kol från bomtesterna," säger hon.

I den nya studien fokuserade Graven och hennes kollegor på en kort tidsperiod, från 1963 till 1967, då det inte genomfördes några bomtester. Det innebar inga nya pulser för att förvirra data - bara redan existerande pulser av radioaktivt kol som rörde sig genom systemet. Gruppen fokuserade också bara på delen av kol-lagringen som handlade om växttillväxt.

Gruppen började med att omvärdera hur mycket kol-14 som uppskattades gå in i den övre atmosfären från bomtesterna, och hur mycket som rörde sig till den lägre atmosfären och haven under den tiden. För att göra detta uppdaterade forskarna tidigare uppskattningar med kol-14-data samlade in av flygplan, stratosfäriska ballonger och havsbojar. Därefter beräknade de hur mycket kol-14 som måste ha gått in i biosfären. Gruppen jämförde sedan satellitbaserade observationer av kol-lagring i levande vegetation med datorsimuleringar av var kolet samlades i växterna.

Resultaten var förbluffande, säger Graven. De flesta nuvarande datorsimuleringar av vegetation och klimat underskattar hur snabbt växter växer, fann de. Nuvarande modeller antyder att växter tar in mellan 43 biljoner och 76 biljoner kilogram kol varje år; den nya studien ökar detta till åtminstone 80 biljoner - möjligen dubbelt så mycket.

Det låter som goda nyheter när det gäller förhoppningar om att lagra överskottskol från mänskliga aktiviteter i biosfären. Men teamet fann, en baksida. Bombens radioaktiva kolspårning avslöjade också att mer kol lagras i kortlivade biomasser såsom löv och tunna, fina rötter än tidigare trott. Dessa vävnader är mycket mer sårbara för nedbrytning som släpper ut kolet tillbaka i atmosfären än långlivade vävnader såsom stammar och större rötter.

"Kolet som går in [i växterna] nu kommer inte att vara där så länge som vi trodde," säger Graven. Och det, säger hon, framhäver återigen hur viktigt det är att begränsa utsläppen av fossila bränslen. "Det finns en gräns för hur mycket vi kan lagra i vegetation."

Vad dessa resultat betyder för framtida projektioner av klimatet och hur man bäst inkorporerar vegetationens roll i dessa modeller är ännu inte tydligt, säger Lisa Welp, en biogeokemist vid Purdue University i West Lafayette, Indiana, som inte var involverad i studien. Men, säger hon, de underminerar tilltron till hur väl klimatmodeller kommer att kunna simulera den rollen.