באמצעות שריפת דלקים מאובנים, בני האדם מעלים במהירות את רמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה, מה שמוביל לעלייה בטמפרטורות העולמיות. אבל לא כל ה- CO₂ המשתחרר משריפת פחם, נפט וגז נשאר באוויר. נכון לעכשיו, כ 25% מפליטת הפחמן המיוצר על ידי פעילות אנושית נספגים על ידי צמחים, וכמות דומה נוספת מסתיימת באוקיינוס.

כדי לדעת כמה יותר דלקים מאובנים אנו יכולים לשרוף תוך הימנעות מרמות מסוכנות של שינויי אקלים, עלינו לדעת כיצד "כיורי הפחמן" הללו עשויים להשתנות בעתיד. א מחקר חדש בראשותו של ד"ר סאן ועמיתיו שפורסמו בכתב העת האמריקני Proceedings of the National Academy of Sciences מראה כי הארץ יכולה לתפוס מעט יותר פחמן ממה שחשבנו.

אך זה לא משתנה באופן משמעותי באיזו מהירות עלינו להפחית את פליטת הפחמן כדי להימנע משינויי אקלים מסוכנים.

מודלים להעריך CO₂

המחקר החדש מעריך כי במהלך 110 השנים האחרונות כמה מודלים אקלימיים חזו יותר מדי את כמות CO₂ שנשאר באווירה, בערך 16%.

מודלים לא נועדו לספר לנו מה האווירה עושה: בשביל זה מיועדות התצפיות, והם אומרים לנו ש- CO₂ הריכוזים באטמוספרה הם כיום מעל 396 חלקים למיליון, או בערך 118 חלקים למיליון במהלך התקופות שקדמו לתעשייה. תצפיות אטמוספריות אלו הן למעשה המדידות המדויקות ביותר של מחזור הפחמן.

אך דגמים המשמשים להבנת הגורמים לשינוי ולחקירת העתיד, לרוב אינם תואמים את התצפיות באופן מושלם. במחקר חדש זה, המחברים עשויים למצוא סיבה המסבירה מדוע מודלים מסוימים מעריכים יתר של CO₂ באווירה.

מבט לעלים

צמחים סופגים פחמן דו חמצני מהאוויר, משלבים אותו במים ואור, ויוצרים פחמימות - התהליך המכונה פוטוסינתזה.

זה מבוסס היטב כי כ CO₂ באטמוספרה עולה, קצב הפוטוסינתזה עולה. זה ידוע בשם CO₂ השפעת ההפריה.

אך המחקר החדש מראה שייתכן שדגמים לא ממש מתאימים לאופן שבו הם מדמים פוטוסינתזה. הסיבות מסתכמות באיך CO₂ נע סביב עלה צמח.

דגמים משתמשים ב- CO₂ ריכוז בתוך תאי העלים של הצמח, בחלל המכונה תת-לידה, כדי להוביל לרגישות של פוטוסינתזה לכמויות גדלות והולכות של CO₂. אבל זה לא ממש נכון.

המחקר החדש מראה כי CO₂ הריכוזיות למעשה נמוכות יותר בתוך הכלורופלסטים של הצמח - התאים הזעירים של תא צמח שבהם מתרחש פוטוסינתזה. הסיבה לכך היא שיתוף הפעולה₂ צריך לעבור סדרה נוספת של ממברנות כדי להיכנס לכלורופלסטים.

משמעות הדבר היא כי פוטוסינתזה מתרחשת ב- CO נמוך₂ ממה שדגמים מניחים. אך באופן אינטואיטיבי, מכיוון שפוטוסינתזה מגיבה יותר לעלייה ברמות ה- CO₂ בריכוזים נמוכים יותר, צמחים מסירים יותר CO₂ בתגובה להגדלת הפליטות ממה שמודלים מראים.

הפוטוסינתזה עולה ככל ש CO₂ הריכוזים גוברים אך רק עד לנקודה מסוימת. בשלב מסוים יותר CO₂ אין השפעה על פוטוסינתזה, שנשארת זהה. הוא נהיה רווי.

אבל אם הריכוזים בתוך עלה נמוכים יותר, נקודת הרוויה הזו מתעכבת, והצמיחה בפוטוסינתזה גבוהה יותר, מה שאומר יותר CO₂ נספג על ידי הצמח.

המחקר החדש מראה שכאשר מתייחסים לסוגיית CO₂ דיפוזיביות בעלה, ההבדל של 16% בין CO מודל₂ באווירה והתצפיות האמיתיות נעלמות.

זהו מדע נהדר ומסודר, המחבר את המורכבויות של מבנה מפלס העלים לתפקוד מערכת האדמה. עלינו לבחון מחדש את האופן בו אנו מדגמים פוטוסינתזה במודלים אקלימיים והאם קיימת דרך טובה יותר לאור הממצאים החדשים.

האם זה משנה כמה CO₂ קליטת האדמות?

מחקר זה מציע כי מודלים מסוימים של אקלים מודלים מתחת לדמיון כמה פחמן מאוחסן על ידי צמחים, וכתוצאה מכך מדמים יתר כמה פחמן נכנס לאטמוספרה. כיור היבשה עשוי להיות קצת יותר גדול - למרות שאנחנו עדיין לא יודעים כמה גדול יותר.

אם כיור היבשה עושה עבודה טובה יותר, פירושו שלמען ייצוב אקלים נתון, נצטרך לעשות קצת פחות הפחתת פחמן.

אולם פוטוסינתזה היא דרך ארוכה וארוכה לפני שנוצר כיור פחמן אמיתי, כזה שמאגר למעשה פחמן למשך זמן רב.

בערך 50% מכלל CO₂ שנלקח על ידי פוטוסינתזה חוזר לאווירה זמן קצר לאחר הנשימה מהצומח.

מה שנותר, יותר מ- 90% חוזרים גם הם לאטמוספירה באמצעות פירוק מיקרוביאלי בקרקעות והפרעות כמו שריפה במהלך החודשים לשנים שלאחר מכן - מה שנשאר, הוא הכיור היבשתי.

חדשות טובות, אך לא הגיע הזמן להתאפק

המחקר הוא קטע נדיר ומבורך של חדשות טובות אפשריות, אך יש להציב אותם בהקשר.

לכיור היבשה יש אי וודאויות גדולות מאוד, הם אומדו היטב והסיבות מרובות.

ישנם דגמים המציעים שהארץ תמשיך לספוג יותר פחמן לאורך כל המאה הנוכחית, ויש המנבאים שהיא תספוג יותר פחמן עד לנקודה מסוימת, ויש המנבאים שהאדמה תתחיל לשחרר פחמן - תהפוך למקור ולא לכיור.

הסיבות לכך הן רבות וכוללות מידע מוגבל על האופן שבו הפשרת הסרפרוסט תשפיע על מאגרי פחמן גדולים, כיצד המחסור בחומרים מזינים יכול להגביל את התרחבותו של כיור היבשה וכיצד משטרי האש עשויים להשתנות תחת עולם חם יותר.

אי הוודאות המרכיבות הן גדולות פי כמה מההשפעה האפשרית של CO CO עלה₂ דיפוזיה. בשורה התחתונה, בני האדם ממשיכים להיות בשליטה מלאה על מה שקורה למערכת האקלים במהלך המאות הבאות, ומה שאנחנו עושים עם פליטת חממה יקבע במידה רבה את מסלול הדרך שלה.

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה
קרא את מאמר מקורי.

על המחבר

פפ קנדל הוא מדען מחקר בתעשיית CSIRO אוקיינוסים וספינת הדגל, ומנהל המנהל של פרויקט הפחמן העולמי, פרויקט מחקר בינלאומי לחקר האינטראקציות בין מחזור הפחמן, האקלים והפעילות האנושית. הוא מתמקד במחקר שיתופי ואינטגרטיבי לחקר היבטים גלובליים ואזוריים של מחזורי הפחמן והמתאן, הגודל והפגיעות של בריכות הפחמן האדמה, ונתיבים לייצוב האקלים. הוא מפרסם בתחום האקולוגיה העולמית ומדעי מערכות כדור הארץ http://goo.gl/Ys7vdF

הצהרת גילוי נאות: פפ קנדל מקבל מימון מהתוכנית האוסטרלית למדעי שינויי אקלים.

ספר מומלץ:

קזינו האקלים: סיכון, אי וודאות וכלכלה לעולם מחמם
מאת ויליאם ד. נורדהאוס. (מוציא לאור: הוצאת אוניברסיטת ייל, אוקטובר 2013)

ויליאם נורדהאוס מביא את כל הנושאים החשובים סביב הדיון באקלים, ומתאר את המדע, הכלכלה והפוליטיקה המעורבים - ואת הצעדים הדרושים להפחתת סכנות ההתחממות הגלובלית. באמצעות שפה הנגישה לכל אזרח מודאג ודואג להציג נקודות מבט שונות באופן הוגן, הוא דן בבעיה מההתחלה ועד הסוף: מההתחלה, שם מקור ההתחממות בשימוש באנרגיה האישית שלנו, עד הסוף, שם חברות מפעילות תקנות או מיסים או סובסידיות להאטת פליטת הגזים האחראים לשינוי האקלים. נורדהאוס מציע ניתוח חדש מדוע מדיניות קודמת, כמו פרוטוקול קיוטו, לא הצליחה להאט את פליטת הפחמן הדו-חמצני, כיצד גישות חדשות יכולות להצליח, ואילו כלי מדיניות יפחיתו בצורה יעילה ביותר את הפליטות. בקיצור, הוא מבהיר בעיה מגדירה של זמננו ומציג את הצעדים הקריטיים הבאים להאטת מסלול ההתחממות הגלובלית.

לחץ כאן למידע נוסף ו / או להזמנת ספר זה באמזון.