Wyniki nowych badań wskazują, że na Ziemi zaczynają się pojawiać temperatury, których wartości przekraczają możliwość zachodzenia fotosyntezy. Dokładnie chodzi tu o lasy tropikalne, które znajdują się w gorącej strefie klimatycznej. Strefie, która od zawsze znajdowała się blisko krytycznych wartości, ale nigdy ich nie przekraczała, ze względu na dość łagodny klimat holocenu. Teraz tropikalne ekosystemy zaczynają powoli wchodzić w krytyczne wartości temperatur.
Opublikowane w sierpniu tego roku w czasopiśmie Nature badanie pokazuje, jak blisko granicy znajduje się tropikalna roślinność. Granicy, którą można określić jako być albo nie być dla tychże roślin. Badanie zostało przeprowadzone na podstawie danych zbieranych bezpośrednio na miejscu, jak i satelitarnych obserwacji oraz modelowania komputerowego.
Wyniki nie pozostawiają złudzeń. Ziemia już zaczyna powoli, stopniowo wkraczać w świat temperatur krytycznych dla fotosyntetyzujących roślin. Badanie wykazało, że 0,01 proc. liści w górnej części koron drzew tropikalnych co najmniej raz w roku doświadczyło „temperatur krytycznych”, jak to ujęli naukowcy. To na razie jest bardzo mała wartość, ale to może się zmienić w miarę, jak świat będzie ocieplał się dalej. Badacze twierdzą, że ten odsetek liści wystawianych na krytyczne wartości temperatur wzrośnie do 1,4 proc. A znając życie, będzie to z pewnością i tak więcej. Dlaczego? Ocieplający się klimat i jego konsekwencje wielokrotnie już zaskakiwały naukowców. I niestety, w negatywnym tego słowa znaczeniu. Wystarczy popatrzeć na prognozy dotyczące Arktyki z początku wieku.
Te „alarmujące” odkrycia oczywiście nie oznaczają, że zaraz lasy tropikalne będą wymierać. Jak mówią naukowcy „nadal mamy szansę”, by stawił czoła rosnącym temperaturom.
Pochłanianie dwutlenku węgla
Lasy tropikalne odgrywają kluczową rolę, jako lądowy pochłaniacz dwutlenku węgla z atmosfery. Badania są różne, ale w przełomowej pracy z 2011 roku tropikalna roślinność w latach 1990-2007 pochłaniała 17 proc. wszystkich emisji CO2 antropogenicznego pochodzenia. Cała szata roślinna na Ziemi w tychże latach pochłaniała 30 proc. naszych emisji. Lasy deszczowe stanowią więc ważne ogniwo w regulacji tego gazu w atmosferze. Jednak od lat roślinność ta powoli traci tę zdolność, co wykazało badanie z 2020 roku. Szczyt możliwości miał miejsce w latach 90. XX wieku. Od tamtej pory lasy zaczęły stopniowo tracić zdolności do pochłaniania CO2.
„Odkryliśmy, że jeden z najbardziej niepokojących skutków zmian klimatycznych już się rozpoczął” – powiedział Simon Lewis, profesor w szkole geografii na Uniwersytecie w Leeds, jeden z głównych autorów badania z 2020 roku. „To o dziesięciolecia wyprzedza nawet najbardziej pesymistyczne modele klimatyczne”. Wartości są niepokojące, gdyż w przez całe lata 90. XX wieku lasy tropikalne miały zdolność, by usunąć z atmosfery 46 mld ton CO2. W minionej dekadzie już tylko 25 mld ton. Oznacza to, że lasy te pochłaniały rocznie tylko 6 proc. antropogenicznych emisji tego gazu.
Naukowcy ostrzegają, że lasy tropikalne stoją w obliczu „znacznej utraty węgla” do końca tego stulecia. Inaczej mówiąc, zaczną ten węgiel oddawać w postaci CO2. Przez lata główną przyczyną była wycinka drzew idąca też w parze z nasilanymi przez globalne ocieplenie suszami. Ostatnio jednak naukowcy skupiają się na fotosyntezie, a co za tym idzie – bezpośrednim wpływie temperatury powietrza.
- Czytaj także: Amazonia emituje więcej CO2, niż pochłania – potwierdza badanie. Winna deforestacja i zmiana klimatu
Fotosynteza warunkiem istnienia roślinności
Fotosynteza jest mechanizmem, o którym dowiadują się już uczniowie na lekcji biologii w szkole podstawowej. To mechanizm tak samo ważny dla roślin, jak oddychanie czy bicie serca u człowieka. Jest to coś jak najbardziej oczywistego, nad czym w ogóle się nie zastanawiamy, bo po prostu nie ma nad czym. A jednak. Poprzez fotosyntezę rośliny przekształcają CO2, wodę i światło słoneczne w paliwo potrzebne dla ich wzrostu i istnienia. Rośliny w procesie fotosyntezy pobierają węgiel, a oddają do atmosfery tlen, którym oddychają ludzie i zwierzęta. Ludzkość wtłacza do atmosfery dodatkową ilość CO2. Wcześniej wydawało się, że to nawet dobrze, ale wiele badań z ostatnich lat pokazuje, że nie. Chociażby dlatego, że samo globalne ocieplenie jest szkodliwym dla roślin zjawiskiem.
Dr Martijn Slot, autor sierpniowego badania przedstawionego w Nature powiedział, że naukowcy chcieli ustalić, czy wzrost temperatury zbliża tropikalne liście do „twardej górnej granicy”. Na konferencji prasowej powiedział: „Wiemy, że gdy liście zaczynają przekraczać ten krytyczny próg, to zaczynają obumierać. Brązowieją, nie mogą już brać udziału w fotosyntezie, nie mogą już transpirować. Zasadniczo się nie pocą, a zatem nie ochładzają się”.
Punkt, za którym fotosynteza zanika
Najbardziej zagrożone są właśnie rośliny tropikalne. Nowe badanie wykazało, że nawet niewielka zmiana temperatury może w dużym stopniu wpłynąć na gatunki roślin rosnących w równikowej części świata. Powodem jest to, że w tropikach jest już gorąco i wahania temperatur w ciągu roku są niewielkie. Według badań dalszy wzrost temperatur może zamknąć pory liści i w ten sposób ograniczyć chłodzenie rośliny poprzez parowanie. Tym samym liście będą wystawiane na zabójcze działanie temperatur. To coś, jak udar cieplny w przypadku człowieka.
Naukowcy ocenili, że średnią temperaturą krytyczną jest 46,7 st. C. Przekroczenie tej wartości oznacza, że fotosynteza zaczyna ulegać przerwaniu lub w najlepszym razie zachodzi słabo. Nowe badanie pokazuje, że 0,01 proc. liści w górnej części korony drzewa, wystawionej cały czas na działanie promieni słonecznych co najmniej raz w roku doświadczyła przekroczenia krytycznego punktu. Badacze przeprowadzili też modelowanie przyszłej zmian klimatu. Na tej podstawie oszacowali, że odsetek liści tropikalnych drzew wystawionych na działanie zabójczej temperatury wzroście do 1,4 proc.
To wydaje się mało. Ale to tylko pozory, pomijając już fakt, że kolejne badania mogą pokazać dużo gorsze liczby. Badanie tyczy się, jak już wyżej wspomniano górną koronę drzew, czyli tam, gdzie promienie słoneczne działają przez cały dzień na liście drzew. A każdy taki przypadek sprawi, że po latach uschnie cała górną część korony drzewa. „Jeśli w lesie zostanie przekroczona temperatura krytyczna, górna warstwa zostaje zastąpiona dolną warstwą, która ma niższą tolerancję na ciepło” – powiedział dr Greg Goldsmith, jeden z autorów badania.
W takiej sytuacji proces wymierania będzie zachodził w sposób lawinowy. Naukowcy piszą, że dalsze globalne ocieplenie może „przechylić las w stronę śmierci wszystkich liści i możliwej śmiertelności drzew”.
Do katastrofy daleko, ale zagrożenie istnieje
Badacze na podstawie modelowania komputerowego ustalili, że większość lasów tropikalnych wytrzyma przy wzroście temperatury powietrza o 3,9 st. C. Jak czytamy w badaniu, taki wzrost jest zgodny ze ścieżką wysokich i średnich emisji CO2 do końca tego stulecia. Pocieszającym faktem jest to, że osiągnięcie punktu krytycznego być albo nie być dla tropikalnej roślinności jest poza zasięgiem scenariusza niskich emisji, czyli RCP2.6. Niestety, problem jest taki, że obecnie podążamy zupełnie innym kursem, a mianowicie RCP8.5, bo świat nie redukuje jeszcze emisji gazów cieplarnianych.
Poza tym, to na razie jedno takie badanie. „Wiele rzeczy nie wiemy, a w tym artykule stwierdzamy, że potrzebujemy więcej badań, aby zrozumieć wiele z tych kluczowych kwestii” – powiedział dr. Christopher Doughty, główny autor badania. Dr Viola Heinrich z Niemieckiego Centrum Badań Nauk o Ziemi uważa, że badania te stanowią „dogłębną analizę” wpływu ekstremalnych temperatur na liście lasów tropikalnych. „Liście są podstawowymi składnikami drzew i lasów, na których tak bardzo polegamy, aby lasy działały jako pochłaniacze dwutlenku węgla na dużą skalę” – powiedziała Heinrich.
Widmo zagłady tropikalnych lasów z racji działania samych temperatur jest odległe, ale istnieje na horyzoncie. „Fakt, że ułamek liści w lasach tropikalnych już regularnie doświadcza temperatur, powyżej których mogą jeszcze funkcjonować, jest niepokojący, zwłaszcza że ekstremalne temperatury występują częściej z powodu zmian klimatu” – wyraziła swoje zaniepokojenie dr Cat Scott z Rady ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym na Uniwersytecie w Leeds. I tak samo, jak inni naukowcy dodaje, że istnieje wiele niewiadomych z uwagi na to, że jest to pierwsze takie badanie. Należy też pamiętać, że temperatury są jednym z co najmniej dwóch mechanizmów niszczących lasy tropikalne. Drugim są susze, nie wspominając już o nadmiernym karczowaniu lasów – trzecim mechanizmie, nad którym można szybko zapanować.
- Czytaj także: Dobre wieści dla Amazonii. Odwrócono złowieszczy trend
–
Zdjęcie: Shutterstock/Olga Danylenko
