ולשינוי זה יש השלכות מהותיות על האופן בו פחמן, שחקן מרכזי בשינויי אקלים עולמיים, עובר דרך המערכת האקולוגית.

מארק פרידל, פרופסור לאדמה וסביבה באוניברסיטת בוסטון, והמועמד לדוקטורט מינקיו מון השתמש בתמונות לוויין כדי לקבוע כי במהלך העשורים האחרונים היו עצים ביער הרווארד, יער ניסיוני של יותר מ -3,700 דונם הממוקם בפיטרשאם, מסצ'וסטס. מנבטים עלים מוקדם יותר באביב.

החוקרים גם ניתחו את הנתונים על שטח ספיגת הפחמן בשטח, וגילו שהתאריך בו היער מתחיל לתפוס יותר פחמן - אינדיקטור לכך שעצים פוטוסינתזים - השתנה אף הוא קודם לכן, ובמידה רבה עוד יותר.

"רק כמחצית ממה שאנחנו שואבים לאווירה נשארים באווירה. החצי השני נקלט על ידי כדור הארץ. "

---

---

אין ספק כי במהלך המאה האחרונה אנשים גוזלים יותר ויותר פליטות עמוסות פחמן מדלקים מאובנים. עם זאת, מה שקורה לפליטות דלק מאובנים ברגע שהם עוזבים את המכוניות, הבתים או המפעלים שלנו הוא קצת יותר מסובך.

"רק כמחצית ממה שאנחנו שואבים לאווירה נשארים באווירה", מסביר פרידל. "החצי השני נקלט על ידי כדור הארץ," נטל המפוצל בין האוקיאנוס ומערכות אקולוגיות יבשתיות, כלומר יערות.

אבל כמה יערות הפחמן תופסים, וכמה הם יגזלו בעתיד, היא שאלה פתוחה המתייחסת לפרודוקטיביות של היער, ספציפית כמה העצים פוטוסינתיים ומשך כמה זמן.

"זה סוג של המוטיבציה העיקרית לעשות זאת, מנסה לעזור לנו להבין כיצד מערכות אקולוגיות משתנות. אם האקלים ימשיך להתחמם, מה זה יעשה לעונת הצמיחה של מערכות אקולוגיות ואיך שינויים בעונת הגידול להוביל לעלייה או ירידה בהפרשת פחמן ואז, בהרחבה, כיצד זה ישפיע על האיזון לטווח הארוך של פחמן דו חמצני באטמוספרה, "אומר פרידל.

כדי לחקור את עיתוי האביב ביער הרווארד, השוו החוקרים תמונות לוויין של נאס"א משני מקורות: ה- לוויין MODIS, המקיף את כדור הארץ מדי יום מאז ה- 2000 המוקדמות, וצילם תמונות ברזולוציה גסה; וה לוויין Landsat, שמסתובב במסלול זה 30 שנים, אך מבקר מחדש כל מיקום בכדור הארץ בתדירות נמוכה יותר (אחת לשמונה ימים), תוך איסוף תמונות ברזולוציה גבוהה.

"חיישני ההדמיה בלוויינים נועדו ללכוד את תכונות הצמחייה", מסביר פרידל, והוסיף כי התמונות נאספות באורכי גל מחוץ לספקטרום הגלוי ורגישים במיוחד לנוכחותם של צמחים המצלמים באופן פעיל, כך שכאשר עוזבים בא באביב, "אנו יכולים לראות את התזמון בצורה די ברורה מהלוויינים."

"... זה ממש מודד את האופן שבו המערכת האקולוגית נושמת."

החוקרים התאחדו את נתוני הלוויין עם מערך נתונים ייחודי נוסף: שלושה עשורים של מדידות בשטח של ספיגת פחמן ממגדל שטף אדמה ביער הרווארד, בהן השתמשו כדי לתאר את העיתוי של ספיגת הפחמן המוגברת המתרחשת בכל אביב כאשר עצים התחל פוטוסינתזציה שוב.

יערות בהרים אוגרים יותר פחמן

"אנו מנצלים את העובדה שיש לנו בחצר האחורית שלנו ביער הרווארד, את אתר המדידה להחלפת הפחמן הארוך ביותר הפועל ללא הפסקה בכוכב הלכת, שיש בו מכשירים המודדים את ספיגתם ושחרורם של מגוון גזי קורט כולל פחמן דו חמצני ממערכות אקולוגיות. "אומר פרידל. "אז זה ממש מודד את האופן שבו המערכת האקולוגית נושמת."

מנתוני הלוויין של Landsat עולה כי לאורך זמן הופעת העלים ביער הרווארד אכן עברה מוקדם יותר (אם כי הם לא ראו שינוי בתצפיות MODIS, מה שאולי קשור למשך הזמן הקצר יותר והרזולוציה הגסה יותר). המדידות בשטח מספרות סיפור דומה: במהלך העשורים האחרונים העלייה השנתית בספיגת הפחמן התרחשה מוקדם יותר באביב.

עם זאת, המגמות לעבר אביב מוקדם יותר בלטו במדידות בשטח מאשר בנתוני הלוויין, ההבדל אותו יחקור הצוות במחקרי המשך. הצוות מעוניין לחקור כיצד עונת גידול ארוכה יותר משפיעה על צריכת הפחמן הכוללת של יער הרווארד, ולהרחיב את גישתם הניסיונית לאתרים נוספים.

בסופו של דבר החוקרים מתכננים להשתמש בנתונים כדי לשפר את האופן בו מודלים האקלים מייצגים את העיתוי של האביב, שפרידל מקווה שיוביל לתחזיות טובות יותר לשינוי אקלימי עתידי.

"אנו מנסים להשתמש במידע זה כדי לחשוף את מערך השאלות המסובך למדי הזה סביב שינוי כדור הארץ ומה צופן העתיד מבחינת מערכות אקולוגיות והשפעות אקולוגיות על מערכת האקלים."

מון הציג את התוצאות המקדימות בישיבת הסתיו האמריקאית הגיאופיזית באוניברסיטת ניו אורלינס. התוכנית לאקולוגיה יבשתית של נאס"א מימנה את העבודה.

מקור: קתרין קרוזו עבור אוניברסיטת בוסטון