Udowodniono globalny wzrost roślinności i fotosyntezy w ostatnich 200 latach

8 kwietnia 2017
Globalna fotosynteza roślin była stabilna przez setki lat przed rewolucją przemysłową, ale szybko wzrosła w XX wieku – wskazują najnowsze badania opublikowane w Nature.

Naukowcy nie znają dokładnej historii globalnych trendów w fotosyntezie ostatnich stuleci. Niektóre działania człowieka mogły pobudzać wzrost roślin, podczas gdy inne prawdopodobnie utrudniały fotosyntezę. Przeciwne wyniki z wielu eksperymentów były podstawą wieloletniej debaty naukowej – ale być może została ona zakończona. Prof. Elcedo Campbell z kalifornijskiego UC Merced wraz z międzynarodowym zespołem naukowców odkrył sposób na odtworzenie poziomów globalnej fotosyntezy w ostatnich setkach lat.

„Poprzednie badania obejmowały małe obszary lub krótkie okresy czasu. Postanowiliśmy znaleźć długoterminowy zapis dotyczący całej planety”.

Naukowcy oszacowali, że suma globalnej fotosyntezy roślin na Ziemi wzrosła o 31 procent na przestrzeni ostatnich 200 lat.

„Badania wykazały już bezprecedensowe zmiany w klimacie i gazach cieplarnianych w epoce przemysłowej. Teraz mamy dowód na istnienie fundamentalnej zmiany w ziemskiej roślinności”.

Ciąg przyczynowo-skutkowy

Badania nie dotyczyły bezpośrednio przyczyn zwiększonej fotosyntezy, ale modele komputerowe sugerują kilka procesów, które mogłyby razem przyczynić się do tak dużej zmiany w globalnym wzroście roślin:

  • rosnące poziomy CO2 w atmosferze (wynikające z działalności człowieka),
  • dłuższe okresy wegetacyjne (wynikające ze zmian klimatycznych spowodowanych emisją CO2),
  • zanieczyszczenie azotem (wynikające z rolnictwa i spalania paliw kopalnych).

Działania człowieka leżące u podstaw wzrostu fotosyntezy mają zarówno pozytywne, jak i negatywne konsekwencje.

Campbell: „Wzrost poziomu CO2 zwiększa plony upraw, ale także populacje chwastów i gatunków inwazyjnych. Co ważniejsze, emisje CO2 powodują zmiany klimatu, które przełożą się na zalanie nadmorskich miast nadmorskich, ekstremalne zjawiska pogodowe i zakwaszenie oceanów”.

Tajemnice w śniegu

Naukowcy dotarli do zapisu globalnej fotosyntezy, analizując śnieg z Antarktydy. Gazy uwięzione w różnych warstwach pozwoliły naukowcom na dokładny pomiar stanu atmosfery z przeszłości. Kluczem było znalezienie gazu obecnego w lodzie, który dostarcza informacji o rozwoju roślin na Ziemi.

Poprzednie badania wykazały, że siarczek karbonylu (COS) pełni tę funkcję. COS jest kuzynem CO2, a rośliny pobierają COS z powietrza przez proces, który jest związany z sposobem ich wychwytywania CO2. Jednak mimo ścisłego związku fotosyntezy z poziomem COS w atmosferze, pozostałe procesy w oceanach, ekosystemach i przemyśle mogą również zmienić poziom COS. Naukowcy wzięli je pod uwagę dzięki złożonej, interdyscyplinarnej analizie. W najbliższym czasie planowane są badania oparte o bieżące pomiary COS, które powinny jeszcze dokładniej oszacować inne czynniki poza fotosyntezą, które mogą modyfikować poziom tego związku w atmosferze.

Steve Montzka, współautor badania: „Część przewidywania przyszłego stanu naszej atmosfery zależy od zrozumienia naturalnych mechanizmów i ich zmian w czasie. Wykonujemy pomiary i obserwacje, natomiast przestaniemy je prowadzić, nie będziemy mieć podstawowych informacji potrzebnych do odpowiedzi na ważne pytania związane z przyszłymi zmianami atmosferycznymi” – nawiązując w wypowiedzi do planowanych cięć w badaniach obserwacyjnych Ziemi, jakie proponuje w USA administracja Donalda Trumpa.

Źródło: UC Merced.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *