Применив радиоактивный углерод, оставшийся от взрывов ядерных бомб прошлого, исследователи обнаружили, что биопродуктивность земной растительности, поглощающей этот углерод, заметно выше, чем считалось ранее. В то же время, она, похоже, связывает углерод на сравнительно небольшое время, поэтому надежды остановить потепление посадкой лесов становятся все призрачнее.
Чтобы корректно предсказать будущий климат Земли, ученым надо знать, насколько большая часть углекислого газа из атмосферы связывается растениями. Иначе нельзя предсказать будущие концентрации СО2 и их влияние на температуры. Современные расчеты показывают, что растения связывают от 43 до 76 миллиардов тонн углерода в год. Это огромный разброс, на базе которого сколько-нибудь точные предсказания будущего затруднены. Наконец, понимание биопродуктивности земных растений полезно и для биологии как науки.
Авторы новой работы в Science предложили свой способ оценки этой продуктивности — по следам взрывов ядерных бомб прошлого. Только в атмосфере за время испытаний было взорвано более полутысячи таких зарядов, дающих в том числе углерод-14. Из-за малого срока жизни его легко связать именно с атомными боеприпасами.
Для этого ученые взяли период 1963-1967 годов, когда уже проводили атмосферные замеры концентрации углерода-14, но новых крупных атмосферных взрывов практически не было, а углерод от бомб в основном еще не успел ассимилироваться почвой (туда попадают остатки умерших растений). За счет этого удалось оценить общий объем «бомбового» углерода в газовой оболочке Земли в ту эпоху. На той же основе исследователи посчитали скорость ассимиляции этого углерода растениями.
В итоге оказалось, что чистая биопродуктивность наземных растений не ниже 80 миллиардов тонн (в эквиваленте чистого углерода) в год. Это эквивалентно почти паре сотен миллиардов тонн СО2. Более ранние оценки намного скромнее — от 43 до 76 миллиардов тонн углерода в год. То есть новая оценка примерно на треть больше усредненных более ранних.
Но оказалось, что растения не только быстрее поглощают углекислый газ из воздуха, но и быстро возвращают его в атмосферу. Судя по углероду-14, растительные остатки не «захоранивают» углерод в почве во многих частях земного шара, а сравнительно быстро разлагаются грибками, бактериями и другими организмами. Возможно, фактор, объясняющий и большее поглощение углерода растениями, и более быстрый его возврат в воздух, один и тот же: масса листьев растений, нарастающая и затем сгнивающая (после опадания) быстрее, чем остальные части растений.
«Многие стратегии борьбы с изменением климата опираются на растения и леса, которые должны связывать парниковый углекислый газ, изолируя его от экосистемы. Но наша работа показала, что углерод из живых растений вовсе не остается отсеченным так долго, как считалось ранее. Из этого следует, что потенциал такого способа удаления углерода ограничен…» — отметил Хизер Грэйвен, первый автор новой научной работы.