Tyrimai rodo, kad absoliučiai visi mus supantys krūmai, vynmedžiai ir medžiai atlieka svarbų vaidmenį absorbuojant anglies perteklių iš atmosferos. Tačiau tam tikru momentu augalai gali pasisavinti tiek daug anglies, kad jų pagalbos ranka kovojant su klimato kaita pradeda nykti. Kada tiksliai tai įvyks? Mokslininkai bando rasti atsakymą į šį klausimą.
Nuo pat pramonės revoliucijos pradžios XX amžiaus pradžioje anglies kiekis atmosferoje dėl žmogaus veiklos išaugo. Naudodami kompiuterinius modelius, autoriai, publikuoti žurnale Trends in Plant Science, nustatė, kad tuo pačiu metu fotosintezė padidėjo 20%.
„Tai tarsi šviesos spindulys tamsiame danguje“, – sako Lukas Černusakas, tyrimo autorius ir ekofiziologas iš Jameso Cooko universiteto Australijoje.
Kaip tai buvo nustatyta?
Černusakas ir jo kolegos naudojo 2017 m. aplinkos tyrimų duomenis, kurių metu buvo išmatuotas karbonilo sulfidas, rastas ledo šerdyje ir oro mėginiuose. Be anglies dioksido, natūralaus anglies ciklo metu augalai pasisavina karbonilo sulfidą, kuris dažnai naudojamas fotosintezei matuoti pasauliniu mastu.
„Sausumos augalai sugeria apie 29% mūsų išmetamų teršalų, o tai kitu atveju prisidėtų prie atmosferos CO2 koncentracijos. Mūsų modelio analizė parodė, kad antžeminės fotosintezės vaidmuo skatinant šį anglies sekvestracijos procesą yra didesnis, nei siūlė dauguma kitų modelių“, – sako Černusakas.
Tačiau kai kurie mokslininkai nėra tokie tikri dėl karbonilo sulfido kaip fotosintezės matavimo metodo.
Kerry Sendall yra Džordžijos Pietų universiteto biologas, tyrinėjantis, kaip augalai auga pagal skirtingus klimato kaitos scenarijus.
Kadangi augalų karbonilo sulfido įsisavinimas gali skirtis priklausomai nuo gaunamos šviesos kiekio, Sendall teigia, kad tyrimo rezultatai gali būti pervertinti, tačiau ji taip pat pažymi, kad dauguma visuotinės fotosintezės matavimo metodų turi tam tikrą neapibrėžtumą.
Žalesnis ir storesnis
Nepriklausomai nuo to, kiek padidėjo fotosintezė, mokslininkai sutinka, kad anglies perteklius veikia kaip trąša augalams, paspartindama jų augimą.
„Yra įrodymų, kad medžių lapija tapo tankesnė, o mediena tankesnė“, – sako Cernusakas.
Mokslininkai iš Oak Ride nacionalinės laboratorijos taip pat pažymėjo, kad augalus veikiant padidėjusiam CO2 kiekiui, padidėja porų dydis lapuose.
Sendall, atlikdama savo eksperimentinius tyrimus, augalus paveikė dvigubai didesniu anglies dioksido kiekiu, kurį jie paprastai gauna. Tokiomis sąlygomis, remiantis Sendallo pastebėjimais, lapų audinių sudėtis pasikeitė taip, kad žolėdžiams tapo sunkiau juos valgyti.
Pasukimo taškas
CO2 lygis atmosferoje kyla ir tikimasi, kad ilgainiui augalai su tuo nesusitvarkys.
„Anglies absorbento reakcija į padidėjusį atmosferos CO2 kiekį iki šiol tebėra didžiausias pasaulinio anglies ciklo modeliavimo neapibrėžtumas ir yra pagrindinis klimato kaitos prognozių neapibrėžtumo veiksnys“, – savo svetainėje pažymi Oak Ride nacionalinė laboratorija.
Didžiausią įtaką anglies ciklui daro žemės valymas, skirtas dirbti ar žemės ūkį, ir iškastinio kuro išmetimas. Mokslininkai įsitikinę, kad jei žmonija nenustos to daryti, lūžio taškas neišvengiamas.
„Atmosferoje bus sulaikoma daugiau anglies dvideginio, koncentracija sparčiai didės, o tuo pačiu sparčiau įvyks klimato kaita“, – sako Danielis Way, Vakarų universiteto ekofiziologas.
Ką mes galime padaryti?
Ilinojaus universiteto ir Žemės ūkio departamento mokslininkai eksperimentuoja su būdais, kaip genetiškai modifikuoti augalus, kad jie galėtų sukaupti dar daugiau anglies. Fermentas, vadinamas rubisco, yra atsakingas už CO2 surinkimą fotosintezei, o mokslininkai nori, kad jis būtų efektyvesnis.
Naujausi modifikuotų pasėlių bandymai parodė, kad pagerinus rubisko kokybę, derlius padidėja apie 40%, tačiau naudojant modifikuotą augalinį fermentą dideliais komerciniais mastais gali prireikti daugiau nei dešimtmetį. Iki šiol bandymai buvo atlikti tik su įprastomis kultūromis, tokiomis kaip tabakas, ir neaišku, kaip rubisco pakeis medžius, kurie sugeria daugiausia anglies.
2018 m. rugsėjį aplinkosaugos grupės susirinko San Franciske, kad parengtų miškų išsaugojimo planą, kuris, jų teigimu, yra „pamirštas klimato kaitos sprendimas“.
„Manau, kad politikos formuotojai turėtų reaguoti į mūsų išvadas pripažindami, kad antžeminė biosfera šiuo metu veikia kaip efektyvi anglies absorbcija“, – sako Cernusakas. „Pirmiausia reikia imtis neatidėliotinų veiksmų miškams apsaugoti, kad jie galėtų toliau sekvestruoti anglies dioksidą ir nedelsiant pradėti dekarbonizuoti energetikos sektorių.