Способны ли растения спасти нас от техногенной катастрофы?

Растения не хранят углерод так долго, как мы думали. Что это значит для климатических прогнозов — пока неясно. Растительный покров Земли, оказывается, удерживает углерод куда менее продолжительное время, чем предполагали учёные.

Атомные испытания помогли учёным биологам.

Анализ всплесков углерода-14, вызванных ядерными испытаниями XX века, показал: растения накапливают больше углерода в недолговечных тканях — таких как листья, — чем считалось ранее. Об этом исследователи сообщают в июньском номере журнала Science от 21 числа 2024 г. Но этот углерод, по словам команды, вероятно, куда легче возвращается в атмосферу, чем тот, что заключён в долговечных тканях. А значит, оценки того, сколько антропогенного углерода способны удержать растения и почвы, могут потребовать пересмотра.

С 1945 года Соединённые Штаты, Россия и другие страны произвели более двух тысяч ядерных взрывов в ходе испытаний оружия. Каждый такой взрыв выбрасывал в атмосферу мощный импульс радиоактивного углерода-14 — разновидности углерода. Затем этот изотоп начинал своё путешествие через океаны, растения и почвы. Учёные поняли, что эти выбросы похожи на импульсы радиоактивных медицинских маркеров, проходящих через человеческое тело. Они дают уникальную возможность проследить путь углерода — определить, где и как долго он задерживается и когда вновь высвобождается.

Сегодня эти сведения приобрели особую важность. По мере того как климат нагревается из-за растущих концентраций углекислого газа и других парниковых газов, становится необходимым понять, как долго наземная биосфера — то есть растения и почвы — способна изымать и удерживать часть этого углерода, говорит атмосферный учёный Хизер Грейвен из Imperial College London.

Согласно современным климатическим моделям, наземная биосфера поглощает около 30 процентов выбросов CO₂, вызванных деятельностью человека. Грейвен и её коллеги задались вопросом, насколько корректно такие модели отражают поведение углерода-14 после ядерных испытаний. Поэтому исследователи сосредоточились на коротком промежутке — с 1963 по 1967 год, — когда испытания не проводились и новые импульсы не искажали данные. Кроме того, они рассматривали только ту часть углеродного цикла, которая связана с ростом растений.

Используя данные с самолётов, стратосферных аэростатов и океанических буёв, команда заново оценила, сколько «бомбового» углерода-14 попало в верхние слои атмосферы в тот период и какая его доля затем переместилась в нижние слои и в океан. Далее исследователи вычислили, сколько из этого количества должно было войти в биосферу, и, опираясь на спутниковые данные о растительности и компьютерные модели, оценили, где именно растения его запасли.

Результаты оказались неожиданными, говорит Грейвен. Хотя растения ежегодно поглощают не менее 80 триллионов килограммов углерода — возможно, вдвое больше прежних оценок, — значительная часть этого углерода направляется в листья и тонкие корни. Эти ткани особенно подвержены разложению, при котором углерод возвращается в атмосферу. Углерод, поступающий в растения сейчас, «не задержится там так долго, как мы думали», отмечает Грейвен, хотя точные сроки пока остаются неясными. Тем не менее вывод очевиден: выбросы ископаемого топлива необходимо сокращать. «Существует предел того, сколько углерода мы можем удержать в растительности», — подчёркивает она.

Что означают эти результаты для климатических прогнозов, также пока не вполне ясно, считает биогеохимик Лиза Уэлп из Университета Пердью в Уэст-Лафайете (штат Индиана). Однако работа подрывает уверенность в том, что климатические модели способны надёжно воспроизвести роль растений в углеродном цикле.

Источник: Кэролин Грэмлинг, журнал Science News, 10 августа 2024 года, том 206, № 2.

Предыдущая статья:
Исследователи мозга составляют карту разных видов любви.