Завдяки спалюванню викопного палива люди швидко підвищують рівень вуглекислого газу в атмосфері, що, у свою чергу, підвищує глобальні температури. Але не всі CO2 звільнений від спалювання вугілля, нафти та газу залишається у повітрі. В даний час близько 25% викидів вуглецю, вироблених людською діяльністю, поглинається рослинами, а інша аналогічна кількість потрапляє в океан.
Щоб знати, скільки ще викопних палив ми можемо спалити, уникаючи небезпечних рівнів зміни клімату, нам потрібно знати, як можуть змінитися ці «раковини вуглецю» у майбутньому. А Нове дослідження під керівництвом доктора Суна та його колег, опублікованих у американському журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, показано, що земля може зайняти трохи більше вуглецю, ніж ми думали.
Але це не суттєво змінюється, наскільки швидко ми повинні зменшити викиди вуглецю, щоб уникнути небезпечних змін клімату.
Моделі переоцінюють CO2
Нове дослідження підрахувало, що за останні 110 роки деякі кліматичні моделі перевищували прогнозовану кількість СО2 що залишається в атмосфері, приблизно на 16%.
Моделі не розроблені для того, щоб сказати нам, що робить атмосфера: ось для чого спостереження, і вони говорять нам про те, що СО2 концентрація в атмосфері зараз перевищує 396 частин на мільйон, або приблизно 118 частин на мільйон за доіндустріальний час. Ці атмосферні спостереження насправді є найбільш точними вимірюваннями циклу вуглецю.
Але моделі, які використовуються для розуміння причин змін та дослідження майбутнього, часто не відповідають ідеям спостережень. У цьому новому дослідженні автори, можливо, придумали причину, яка пояснює, чому деякі моделі переоцінюють СО2 в атмосфері
Дивлячись на листя
Рослини поглинають вуглекислий газ з повітря, поєднують його з водою і світлом і роблять вуглеводи - процес, відомий як фотосинтез.
Добре встановлено, що як СО2 в атмосфері збільшується швидкість фотосинтезу. Це відомо як CO2 ефект запліднення.
Але нове дослідження показує, що моделі, можливо, не зовсім правильні, як імітують фотосинтез. Причини зводяться до того, як СО2 рухається всередині листя рослини.
Моделі використовують СО2 концентрація в клітинах листя рослини, у так званій субстомальній порожнині, щоб призвести до чутливості фотосинтезу до збільшення кількості СО2. Але це не зовсім правильно.
Нове дослідження показує, що СО2 концентрація фактично нижча всередині рослинних хлоропластів - крихітних камер рослинної клітини, де насправді відбувається фотосинтез. Це тому, що СО2 повинен пройти додаткову серію мембран, щоб потрапити в хлоропласти.
Це означає, що фотосинтез відбувається при нижчому рівні СО2 ніж припускають моделі. Але протиінтуїтивно, оскільки фотосинтез більш чутливий до підвищення рівня СО2 при менших концентраціях рослини видаляють більше СО2 у відповідь на збільшення викидів, ніж показують моделі.
Фотосинтез посилюється по мірі СО2 концентрації збільшуються, але лише до моменту. У якийсь момент більше СО2 не впливає на фотосинтез, який залишається таким же. Він стає насиченим.
Але якщо концентрація всередині листя нижча, ця точка насичення затримується, а зростання фотосинтезу вище, а це означає більше СО2 засвоюється рослиною.
Нове дослідження показує, що при обліку випуску СО2 дифузія в листі, різниця 16% між модельованим СО2 в атмосфері і справжні спостереження зникають.
Це чудовий, акуратний науковий збір, який пов’язує тонкощі структури рівня листя з функціонуванням системи Землі. Нам потрібно буде переглянути їх спосіб моделювання фотосинтезу в кліматичних моделях і чи існує кращий спосіб у світлі нових знахідок.
Чи змінюється це на скільки СО2 Земля поглинає?
Це дослідження дозволяє припустити, що деякі моделі кліматичних моделей недостатньо імітують, скільки вуглецю зберігається рослинами, і, як наслідок, надмірно імітують, скільки вуглецю потрапляє в атмосферу. Раковина може бути трохи більшою - хоча ми ще не знаємо, наскільки більше.
Якщо раковина зробить кращу роботу, це означає, що для даної стабілізації клімату нам доведеться зробити трохи менше послаблення вуглецю.
Але фотосинтез - це довгий і довгий шлях до створення справжньої вуглецевої раковини, яка фактично зберігає вуглець протягом тривалого часу.
Близько 50% усіх СО2 захоплений фотосинтезом повертається в атмосферу незабаром через дихання рослин.
З того, що залишається, більше 90% також повертається назад в атмосферу за рахунок мікробного розкладання на ґрунтах і порушень, таких як пожежа протягом наступних місяців до років - що залишається, - це затоплення землі.
Хороші новини, але не час для поступливості
Дослідження є рідкісним і бажаним твором можливих добрих новин, але їх потрібно розмістити в контексті.
Раковина має дуже великі невизначеності, вони були чітко визначені, а причини багато.
Деякі моделі припускають, що земля буде продовжувати поглинати більше вуглецю протягом усього цього століття, деякі прогнозують, що вона буде поглинати більше вуглецю до певної точки, а деякі прогнозують, що земля почне виділяти вуглець - стане джерелом, а не раковиною.
Причини різноманітні і включають обмежену інформацію про те, як відтавання вічної мерзлоти вплине на великі резервуари вуглецю, як нестача поживних речовин може обмежити подальше розширення раковини та як можуть змінитися режими пожежі в умовах теплішого світу.
Ці невизначеності, складені разом, у багато разів перевищують можливий ефект СО листя2 дифузія. Суть полягає в тому, що люди продовжують повністю контролювати те, що відбувається з кліматичною системою протягом найближчих століть, і те, що ми робимо з викидами парникових газів, значною мірою визначатиме її траєкторію.
Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда
Читати оригінал статті.
Про автора
Pep Canadell - науковий співробітник CSIRO Oceans and Atmosphere Flagship та виконавчий директор Global Carbon Project - міжнародного дослідницького проекту з вивчення взаємозв'язків між циклом вуглецю, кліматом та людською діяльністю. Він зосереджується на спільних та інтегративних дослідженнях з метою вивчення глобальних та регіональних аспектів циклів вуглецю та метану, розміру та вразливості басейнів вуглецю на землі та шляхів до стабілізації клімату. Він публікує в галузі глобальної екології та наук про земну систему http://goo.gl/Ys7vdF
Заява про розголошення: Pep Canadell отримує фінансування з австралійської наукової програми зі зміни клімату.
Рекомендована книга:
Кліматичне казино: ризик, невизначеність та економіка для потеплілого світу
Вільям Д. Нордхаус. (Видавець: Yale University Press, жовтень 2013)
Об’єднуючи всі важливі питання, пов’язані з дискусіями про клімат, Вільям Нордхаус описує науку, економіку та політику, що стосуються цього питання, та кроки, необхідні для зменшення небезпеки глобального потепління. Користуючись мовою, доступною для будь-якого зацікавленого громадянина та дбаючи про справедливу презентацію різних точок зору, він обговорює проблему від початку до кінця: від початку, де потепління походить від нашого особистого використання енергії, до кінця, коли суспільства застосовують норми або податки або субсидії для уповільнення викидів газів, відповідальних за зміну клімату. Nordhaus пропонує новий аналіз того, чому попередні політики, такі як Кіотський протокол, не змогли уповільнити викиди вуглекислого газу, як нові підходи можуть досягти успіху та які інструменти політики найефективніше зменшать викиди. Коротше, він з’ясовує визначальну проблему сучасності та викладає наступні найважливіші кроки для уповільнення траєкторії глобального потепління.
Клацніть тут, щоб отримати більше інформації та / або замовити цю книгу на Amazon.
