سقوط زمین به درون چاهک کربن!

در حال حاضر کمتر از ۱۰ درصد از زیستگاه‌های طبیعی زمین، درجه حرارت‌هایی را تجربه می‌کنند که از میزان بهینه برای فتوسنتز گذشته است

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که بومسازگان (اکوسیستم)‌های زمین به سرعت در حال نزدیک شدن به نقطه اوج دما هستند. نقطه‌ای که با گذر از آن ممکن است بومسازگان‌های زمین، به جای جذب دی اکسید کربن، آن را در جو انتشار دهند.

این مطالعه، به بررسی این موضوع می‌پردازد که خاک و گیاهان طی دهه‌های آینده چه واکنش احتمالی به این افزایش سریع دما نشان خواهند داد.

در حال حاضر، بومسازگان‌های زمین، سالانه با جذب حدود ۳۰ درصد انتشار آلاینده‌هایی که انسان تولید کرده است، خدمات اقلیمی ارائه می‌دهند. درختان هنگام فتوسنتز، دی اکسید کربن جذب می‌کنند. فرایندی که طی آن، درختان برای ساختن بخش‌های جدید از قبیل شاخه، ریشه و برگ‌های خود، دی اکسید کربن جذب می‌کنند.

این به معنای آن است که تا زمانی که جنگل‌ها دست‌نخورده باقی بمانند، می‌توانند به عنوان مدفن یا چاهک برای ته‌نشین شدن دی اکسید کربن عمل کنند. هرچند افزایش دما، این توانایی زمین را برای جذب دی اکسید کربن با خطر مواجه می‌کند.

یک دلیل آن می‌تواند این باشد که دما در کنترل و مدیریت فتوسنتز، نقش کلیدی ایفا می‌کند. این پژوهش جدی که در مجله علمی «ساینس اَدوَنسز» منتشر شده، از مجموعه داده‌های جهانی برای مطالعه این موضوع استفاده کرده است که دریابد زمین در برابر تغییرات دمایی چه واکنشی نشان می‌دهد.

دکتر کاتارین دافی نویسنده اصلی این مقاله و دانشمند دوره پسادکتری در دانشگاه آریزونای شمالی می‌گوید: «برخلاف سایر شاخص‌های نقطه اوج برای بومسازگان زمین، نقطه اوج آب و هوایی بیوسفر زمین می‌تواند به طور عجیبی نزدیک باشد. بیست یا سی سال دیگر، اگر کاری نکنیم.»

تحقیقات او نشان می‌دهد که فتوسنتز گیاهان در مقیاس جهانی، برای گیاهان C ۳ در دمای حدود ۱۸ درجه سانتی گراد و برای گیاهان C ۴ در دمای ۲۸ درجه سانتی‌گراد، در بهترین حالت مطلوب خواهند بود (حدود ۸۵ درصد از گونه‌های گیاهی، گیاهان C ۳ هستند).

فراتر از این درجه حرارت‌ها، نرخ فتوسنتز و از این رو، توانایی ذخیره و جذب کربن در زمین، کاهش می‌یابد. در مقابل، نرخ دَمزنی گیاهان به موازات افزایش دما، شروع به افزایش خواهد کرد. دَمزنی (تنفس) گیاهان فرایندی است که گیاهان در آن به تولید انرژی مورد نیاز برای رشد می‌پردازند و باعث می‌شوند دی اکسید کربن به جو زمین آزاد شود.

براساس نتایج این مطالعه، نقطه‌ای که نرخ دمزنی در آن شروع به پیشی گرفتن از نرخ فتوسنتز می‌کند در حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد. نویسندگان این مقاله می‌گویند این «یک نقطه اوج قدرتمند برای تبدیل شدن زمین به چاهک» یا اصطلاحا «سینک کربن» است. فراتر از این دما، توانایی گیاهان برای جذب دی اکسید کربن می‌تواند به سرعت کاهش پیدا کند.

در حال حاضر کمتر از ۱۰ درصد از بومسازگان‌های طبیعی زمین، درجه حرارت‌هایی را تجربه می‌کنند که از میزان بهینه برای فتوسنتز گذشته است. هرچند براساس نتایج این پژوهش، اگر انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در آینده بسیار بالا باشند، تا حد نیمی از بومسازگان‌های طبیعی زمین تا پایان این قرن می‌توانند به طور منظم، دما‌های غیرقابل تحمل و سخت را تجربه کنند.

دکتر دافی می‌گوید: «این بافر (اصطلاحی در شیمی به معنی حفظ تعادل و ثبات pH) و در واقع امتیاز و تخفیفی که ما در حال حاضر در برابر انتشار کربن از بیوسفر دریافت می‌کنیم وضعیت بسیار شکننده‌تری از آن دارد که ما قبلا متوجه شده بودیم.»

افزون بر این، بر اساس این نتایج برخی از بومسازگان‌های ابتدایی که این دما‌های سخت و غیرقابل تحمل را تجربه می‌کنند، آن دسته از بومسازگان‌هایی خواهند بود که در حال حاضر بیشترین میزان کربن را دارند، شامل آمازون و جنگل‌های بارانی در جنوب شرق آسیا.

این بررسی می‌گوید که درنتیجه، قابلیت و توانایی زمین در ذخیره کربن می‌تواند در میانه قرن حاضر به حدود نصف کاهش پیدا کند. دکتر مارتین سولیوان اکولوژیست در دانشگاه ام‌ام‌یو (MMU) منچستر که در نوشتن این مقاله مشارکت نداشته می‌گوید این تحقیق یک مقاله مهم برای کمک به دانشمندان است تا دریابند زمین چگونه به افزایش دما پاسخ خواهد داد.

او می‌گوید: «حساسیت به دما در یک چاهک کربن، یک عدم‌قطعیت مهم در مدلسازی‌های آب‌وهوایی است.» مدلسازی‌های آب‌وهوایی ابزار‌هایی هستند که دانشمندان برای شبیه‌سازی شرایط زمین (برای مثال این که زمین احتمالا چگونه به انتشار گاز‌های گلخانه‌ای واکنش نشان خواهد داد) از آن استفاده می‌کنند.

دکتر سولیوان می‌افزاید اگرچه لازم به ذکر است که مجموعه داده‌های جهانی استفاده شده در این مطالعه تنها به تعداد کمی از مناطق گرمسیری محدود می‌شوند. او می‌گوید که این به معنای آن است که این تحقیق هنوز نتوانسته به طور کامل دریابد که جنگل‌های گرمسیری چگونه به افزایش دما پاسخ می‌دهند.

منبع: ایندیپندنت