Μελέτες δείχνουν ότι απολύτως όλοι οι θάμνοι, τα αμπέλια και τα δέντρα που μας περιβάλλουν παίζουν σημαντικό ρόλο στην απορρόφηση της περίσσειας άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Αλλά σε κάποιο σημείο, τα φυτά μπορούν να προσλάβουν τόσο πολύ άνθρακα που η χείρα βοηθείας τους στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής αρχίζει να μειώνεται. Πότε ακριβώς θα συμβεί αυτό; Οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα.
Από τότε που ξεκίνησε η Βιομηχανική Επανάσταση στις αρχές του 20ου αιώνα, η ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα που προκαλείται από ανθρώπινες δραστηριότητες έχει εκτοξευθεί στα ύψη. Χρησιμοποιώντας μοντέλα υπολογιστή, οι συγγραφείς, που δημοσιεύθηκαν στο Trends in Plant Science, διαπίστωσαν ότι την ίδια στιγμή, η φωτοσύνθεση αυξήθηκε κατά 30%.
«Είναι σαν μια ακτίνα φωτός σε έναν σκοτεινό ουρανό», λέει ο Lukas Chernusak, συγγραφέας της μελέτης και οικοφυσιολόγος στο Πανεπιστήμιο James Cook στην Αυστραλία.
Πώς καθορίστηκε;
Ο Chernusak και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν δεδομένα από περιβαλλοντικές μελέτες από το 2017, οι οποίες μέτρησαν το καρβονυλοσουλφίδιο που βρέθηκε σε πυρήνες πάγου και δείγματα αέρα. Εκτός από το διοξείδιο του άνθρακα, τα φυτά προσλαμβάνουν καρβονυλοσουλφίδιο κατά τη διάρκεια του φυσικού τους κύκλου άνθρακα και αυτό χρησιμοποιείται συχνά για τη μέτρηση της φωτοσύνθεσης σε παγκόσμια κλίμακα.
«Οι χερσαίες εγκαταστάσεις απορροφούν περίπου το 29% των εκπομπών μας, οι οποίες διαφορετικά θα συνέβαλαν στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις CO2. Η ανάλυση του μοντέλου μας έδειξε ότι ο ρόλος της επίγειας φωτοσύνθεσης στην καθοδήγηση αυτής της διαδικασίας δέσμευσης άνθρακα είναι μεγαλύτερος από ό,τι έχουν προτείνει τα περισσότερα άλλα μοντέλα», λέει ο Chernusak.
Αλλά ορισμένοι επιστήμονες δεν είναι τόσο σίγουροι για τη χρήση του καρβονυλοσουλφιδίου ως μέθοδο μέτρησης της φωτοσύνθεσης.
Η Kerry Sendall είναι βιολόγος στο Georgia Southern University που μελετά πώς αναπτύσσονται τα φυτά κάτω από διαφορετικά σενάρια κλιματικής αλλαγής.
Επειδή η πρόσληψη καρβονυλοσουλφιδίου από τα φυτά μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την ποσότητα φωτός που λαμβάνουν, η Sendall λέει ότι τα αποτελέσματα της μελέτης «μπορεί να υπερεκτιμηθούν», αλλά σημειώνει επίσης ότι οι περισσότερες μέθοδοι για τη μέτρηση της παγκόσμιας φωτοσύνθεσης έχουν κάποιο βαθμό αβεβαιότητας.
Πιο πράσινο και πιο χοντρό
Ανεξάρτητα από το πόσο έχει αυξηθεί η φωτοσύνθεση, οι επιστήμονες συμφωνούν ότι η περίσσεια άνθρακα λειτουργεί ως λίπασμα για τα φυτά, επιταχύνοντας την ανάπτυξή τους.
«Υπάρχουν στοιχεία ότι το φύλλωμα των δέντρων έχει γίνει πιο πυκνό και το ξύλο είναι πιο πυκνό», λέει ο Cernusak.
Οι επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ride σημείωσαν επίσης ότι όταν τα φυτά εκτίθενται σε αυξημένα επίπεδα CO2, το μέγεθος των πόρων στα φύλλα αυξάνεται.
Η Sendall, στις δικές της πειραματικές μελέτες, εξέθεσε τα φυτά σε διπλάσια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που λαμβάνουν συνήθως. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις του Sendall, η σύνθεση των ιστών των φύλλων άλλαξε με τέτοιο τρόπο που έγινε πιο δύσκολο για τα φυτοφάγα να τα φάνε.
Το σημείο ανατροπής
Το επίπεδο του CO2 στην ατμόσφαιρα αυξάνεται και αναμένεται ότι τελικά τα φυτά δεν θα μπορέσουν να το αντιμετωπίσουν.
«Η απόκριση μιας δεξαμενής άνθρακα στην αύξηση του ατμοσφαιρικού CO2 παραμένει η μεγαλύτερη αβεβαιότητα στη μοντελοποίηση του παγκόσμιου κύκλου άνθρακα μέχρι σήμερα και είναι ένας σημαντικός μοχλός αβεβαιότητας στις προβλέψεις για την κλιματική αλλαγή», σημειώνει το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ride στον ιστότοπό του.
Η εκκαθάριση γης για καλλιέργεια ή γεωργία και οι εκπομπές ορυκτών καυσίμων έχουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στον κύκλο του άνθρακα. Οι επιστήμονες είναι σίγουροι ότι αν η ανθρωπότητα δεν σταματήσει να το κάνει αυτό, ένα σημείο καμπής είναι αναπόφευκτο.
«Περισσότερες εκπομπές άνθρακα θα παγιδευτούν στην ατμόσφαιρα, η συγκέντρωση θα αυξηθεί γρήγορα και ταυτόχρονα, η κλιματική αλλαγή θα συμβεί πιο γρήγορα», λέει ο Daniel Way, οικοφυσιολόγος στο Western University.
Τι μπορούμε να κάνουμε?
Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Ιλινόις και του Τμήματος Γεωργίας πειραματίζονται με τρόπους γενετικής τροποποίησης των φυτών, ώστε να μπορούν να αποθηκεύουν ακόμη περισσότερο άνθρακα. Ένα ένζυμο που ονομάζεται rubisco είναι υπεύθυνο για τη δέσμευση CO2 για τη φωτοσύνθεση και οι επιστήμονες θέλουν να το κάνουν πιο αποτελεσματικό.
Πρόσφατες δοκιμές τροποποιημένων καλλιεργειών έδειξαν ότι η αναβάθμιση της ποιότητας του ρουμπίσκο αυξάνει τις αποδόσεις κατά περίπου 40%, αλλά η χρήση του τροποποιημένου φυτικού ενζύμου σε μεγάλη εμπορική κλίμακα μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από μια δεκαετία. Μέχρι στιγμής, έχουν γίνει δοκιμές μόνο σε κοινές καλλιέργειες όπως ο καπνός, και δεν είναι σαφές πώς το rubisco θα αλλάξει τα δέντρα που δεσμεύουν τον περισσότερο άνθρακα.
Τον Σεπτέμβριο του 2018, περιβαλλοντικές ομάδες συναντήθηκαν στο Σαν Φρανσίσκο για να αναπτύξουν ένα σχέδιο για τη διατήρηση των δασών, το οποίο λένε ότι είναι «η ξεχασμένη λύση για την κλιματική αλλαγή».
«Πιστεύω ότι οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα πρέπει να ανταποκριθούν στα ευρήματά μας αναγνωρίζοντας ότι η επίγεια βιόσφαιρα λειτουργεί επί του παρόντος ως αποτελεσματική καταβόθρα άνθρακα», λέει ο Cernusak. «Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να λάβουμε άμεσα μέτρα για την προστασία των δασών, ώστε να μπορέσουν να συνεχίσουν να δεσμεύουν άνθρακα και να αρχίσουν να εργάζονται αμέσως για την απαλλαγή του ενεργειακού τομέα».