علمی، پژوهشی و فناوری

گیاهان فراتر از تصور ما کربن جذب می‌کنند

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : این یافته جدید اثربخشی استراتژی‌های حذف کربن مبتنی بر طبیعت را زیر سؤال می‌برد و بر ضرورت کاهش انتشار سوخت‌های فسیلی برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی تأکید می‌کند.

بر اساس نتایج یک مطالعۀ جدید، کربن جهانی ذخیره شده توسط گیاهان نسبت به آنچه که تصور می‌شد، کوتاه مدت و مستعد تغییرات آب و هوایی است. این یافته‌ها پیامدهای مهمی برای درک ما از نقش طبیعت در کاهش تغییرات آب و هوایی، به ویژه برای پروژه‌های حذف کربن مبتنی بر طبیعت مثل طرح‌های درخت‌کاری انبوه دارد.

این تحقیق که توسط یک گروه بین‌المللی به سرپرستی دکتر هدر گریون در امپریال کالج لندن انجام و در مجلۀ Science منتشر شد، نشان می‌دهد که مدل های آب و هوایی موجود، میزان دی اکسید کربن (CO2) را که هر ساله توسط پوشش گیاهی در سطح جهان جذب می‌شود، دست کم می‌گیرند، در حالی که مدت باقی ماندن کربن در آنجا، بیش از حد تخمین زده می‌شود.

دکتر گریون گفت: گیاهان در سراسر جهان در واقع بیشتر از آنچه ما فکر می‌کردیم، مولد هستند.

همچنین بر اساس این یافته‌ها در حالی که کربن سریع‌تر از حد تصور توسط گیاهان جذب می‌شود، امّا برای مدت کوتاه‌تری هم محبوس می‌مانند. به این معنی که کربن حاصل از فعالیت‌های انسانی زودتر از آنچه که پیش‌بینی می‌شد، به جو باز می‌گردد.

به گفتۀ دکتر گریون بسیاری از استراتژی‌هایی که توسط دولت‌ها و شرکت‌ها برای مقابله با تغییرات اقلیمی توسعه می‌یابد، به گیاهان و جنگل‌ها متکی هستند تا کربن دی اکسید گرمایش سیاره را کاهش دهند و آن را در اکوسیستم محبوس کنند.

وی ادامه داد: امّا مطالعۀ ما نشان می‌دهد که کربن ذخیره‌شده در گیاهان زنده تا زمانی که فکر می‌کردیم در آنجا باقی نمی‌ماند. پتانسیل چنین پروژه‌هایی برای حذف کربن مبتنی بر طبیعت محدود است و انتشار سوخت‌های فسیلی باید به سرعت کاهش یابد تا تأثیر تغییرات آب و هوایی به حداقل برسد.

استفاده از کربن

تاکنون میزان استفادۀ گیاهان از کربن دی اکسید برای تولید بافت‌های جدید و سایر بخش‌ها در سطح جهان که معیاری برای بهره‌وری اولیۀ خالص بودند، با مقیاس‌گذاری داده‌ها از مناطق جداگانه تقریبی محسوب می‌شدند. امّا پراکندگی مناطق با اندازه‌گیری‌های جامع به این معنی است که محاسبۀ دقیق بهره‌وری اولیۀ خالص در سطح جهانی امکان‌پذیر نیست.

بهره‌وری گیاهان از اوایل دهۀ 1900 در حال افزایش است و در حال حاضر کربن دی اکسید بیشتری نسبت به انتشار مجدد در هوا توسط گیاهان جذب می‌شود. محققان می‌دانند که حدود 30 درصد از انتشار کربن دی اکسید ناشی از فعالیت‌های انسانی، هر ساله در گیاهان و خاک ذخیره می‌شود و تغییرات آب و هوایی و اثرات آن را کاهش می‌دهند. با وجود این، جزئیات چگونگی این ذخیره‌سازی و پایداری آن در آینده هنوز به خوبی درک نشده است.

در این مطالعه، رادیوکربن یا (14C) ایزوتوپ رادیواکتیو کربن، با شبیه‌سازی‌های مدل ترکیب شد تا بفهمند گیاهان چگونه از کربن دی اکسید در مقیاس جهانی استفاده می‌کنند و بینش‌های ارزشمندی را در مورد تعامل بین جو و بیوسفر نشان دهند.

ردیابی کربن حاصل از آزمایش‌های بمب هسته‌ای

رادیوکربن به‌طور طبیعی تولید می‌شود، امّا آزمایش بمب هسته‌ای در دهۀ 1950 و 1960 سطح 14 درجه سانتی‌گراد را در جو افزایش داد. این 14C اضافی برای گیاهان در سراسر جهان به محققان ابزار خوبی برای اندازه‌گیری سرعت جذب آنها توسط گیاهان را ارائه کرد.

با بررسی تجمع 14C در گیاهان بین سال‌های 1963 تا 1967 که در آن دوران انفجارهای هسته‌ای معنی‌داری نبود و مقدار کل 14C در سیستم زمین به نسبت ثابت بود، محققان توانستند سرعت حرکت کربن از جو به گیاهان را ارزیابی کنند و ببینند پس از ورود به آنجا چه اتفاقی رخ می‌دهد.

نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های رایج و پرکاربرد که شیوۀ تعامل زمین و پوشش گیاهی با جو را شبیه‌سازی می‌کنند، بهره‌وری خالص اولیۀ گیاهان را در سطح جهانی دست‌کم می‌گیرند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که این مدل‌ها زمان ذخیره‌سازی کربن در گیاهان را بیش از حد برآورد می‌کنند.

نقش بیوسفر

دکتر چارلز کوون، یکی از محققان این مطالعه گفت: این مشاهدات مربوط به یک لحظۀ منحصر به فرد در تاریخ، درست پس از اوج آزمایش تسلیحات اتمی در جو در دهۀ 1960 است.

وی بیان کرد: مشاهدات نشان می‌دهد که رشد گیاهان در آن زمان سریع‌تر از تخمین مدل‌های آب و هوایی فعلی بوده است، که یعنی کربن سریع‌تر از آنچه فکر می‌کردیم، بین جو و بیوسفر می‌چرخد و ما باید این چرخۀ سریع‌تر را در مدل‌های اقلیمی بهتر درک کنیم و توضیح دهیم.

محققان می‌گویند که این تحقیق نیاز به بهبود نظریه‌ها در مورد شیوۀ رشد گیاهان و تعامل با اکوسیستم‌های آنها و تنظیم مدل‌های آب و هوای جهانی دارد تا درک بهتری از چگونگی کاهش تغییرات آب و هوا توسط بیوسفر داشته باشیم.

دکتر ویل ویدر، یکی دیگر از محققان این مطالعه نیز عنوان کرد: دانشمندان و سیاستگذاران به برآوردهای بهبود یافته‌ای از جذب کربن تاریخی زمین نیاز دارند تا از پیش‌بینی‌های این سرویس اکوسیستمی حیاتی در دهه‌های آینده مطلع شوند. مطالعۀ ما بینش‌های مهمی را در مورد دینامیک چرخۀ کربن زمینی ارائه می‌دهد و می‌تواند مدل‌هایی را که برای پیش‌بینی تغییرات آب و هوایی استفاده می‌شوند، ارائه کند. این کار، سودمندی اندازه‌گیری‌های رادیوکربن را در کمک به کشف پیچیدگی‌های بیوسفر نشان می‌دهد.