تشير الدراسات إلى أن جميع الشجيرات والكروم والأشجار التي تحيط بنا تلعب دورًا مهمًا في امتصاص الكربون الزائد من الغلاف الجوي. ولكن في مرحلة ما ، يمكن للنباتات أن تمتص الكثير من الكربون بحيث تبدأ يد المساعدة في مكافحة تغير المناخ في التضاؤل. متى بالضبط سيحدث هذا؟ يحاول العلماء إيجاد إجابة لهذا السؤال.
منذ أن بدأت الثورة الصناعية في أوائل القرن العشرين ، ارتفعت كمية الكربون في الغلاف الجوي الناجمة عن الأنشطة البشرية بشكل كبير. باستخدام نماذج الكمبيوتر ، وجد المؤلفون ، المنشورون في Trends in Plant Science ، أنه في نفس الوقت ، زاد التمثيل الضوئي بنسبة 20٪.
يقول لوكاس تشيرنوساك ، مؤلف الدراسة وعالم فيزيولوجيا البيئة بجامعة جيمس كوك في أستراليا: "إنه مثل شعاع الضوء في سماء مظلمة".
كيف تم تحديده؟
استخدم تشيرنوساك وزملاؤه بيانات من دراسات بيئية من عام 2017 ، والتي تقيس كبريتيد الكربونيل الموجود في عينات الجليد وعينات الهواء. بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، تمتص النباتات كبريتيد الكربونيل أثناء دورة الكربون الطبيعية ، وغالبًا ما يستخدم هذا لقياس التمثيل الضوئي على نطاق عالمي.
تمتص النباتات البرية حوالي 29٪ من انبعاثاتنا ، والتي من شأنها أن تساهم في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. أظهر تحليل نموذجنا أن دور التمثيل الضوئي الأرضي في قيادة عملية عزل الكربون هذه أكبر مما اقترحته معظم النماذج الأخرى ، "يقول تشيرنوساك.
لكن بعض العلماء ليسوا متأكدين تمامًا من استخدام كبريتيد الكربونيل كوسيلة لقياس التمثيل الضوئي.
كيري سيندال عالمة أحياء في جامعة جورجيا الجنوبية تدرس كيفية نمو النباتات في ظل سيناريوهات مختلفة لتغير المناخ.
نظرًا لأن امتصاص النباتات لكبريتيد الكربونيل يمكن أن يختلف اعتمادًا على كمية الضوء التي تتلقاها ، تقول سيندال إن نتائج الدراسة "قد تكون مبالغًا في تقديرها" ، لكنها تشير أيضًا إلى أن معظم طرق قياس التمثيل الضوئي العالمي بها درجة معينة من عدم اليقين.
أكثر خضرة وسمكا
بغض النظر عن مقدار زيادة التمثيل الضوئي ، يتفق العلماء على أن الكربون الزائد يعمل كسماد للنباتات ، مما يسرع نموها.
يقول سيرنوساك: "هناك دليل على أن أوراق الشجر أصبحت أكثر كثافة وأن الخشب أصبح أكثر كثافة".
لاحظ العلماء من مختبر أوك رايد الوطني أيضًا أنه عندما تتعرض النباتات لمستويات متزايدة من ثاني أكسيد الكربون ، يزداد حجم المسام على الأوراق.
عرّضت سيندال ، في دراساتها التجريبية الخاصة ، النباتات إلى ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون التي تتلقاها عادةً. في ظل هذه الظروف ، وفقًا لملاحظات Sendall ، تغيرت تركيبة أنسجة الأوراق بحيث أصبح من الصعب على الحيوانات العاشبة أكلها.
نقطة التحول
يرتفع مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، ومن المتوقع ألا تتمكن النباتات في النهاية من التعامل معه.
يلاحظ مختبر أوك رايد الوطني على موقعه على الإنترنت أن "استجابة بالوعة الكربون للزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تظل أكبر حالة عدم يقين في نمذجة دورة الكربون العالمية حتى الآن ، وهي محرك رئيسي لعدم اليقين في توقعات تغير المناخ".
تطهير الأراضي للزراعة أو الزراعة وانبعاثات الوقود الأحفوري لها أكبر تأثير على دورة الكربون. العلماء على يقين من أنه إذا لم تتوقف البشرية عن فعل ذلك ، فإن نقطة التحول أمر لا مفر منه.
يقول دانيال واي ، عالم الفسيولوجيا البيئية في جامعة ويسترن: "سيتم احتجاز المزيد من انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي ، وسيزداد التركيز بسرعة ، وفي الوقت نفسه ، سيحدث تغير المناخ بشكل أسرع".
то мы можем сделать؟
يقوم العلماء في جامعة إلينوي ووزارة الزراعة بتجربة طرق لتعديل النباتات وراثيًا حتى يتمكنوا من تخزين المزيد من الكربون. إن إنزيم يسمى Rubisco مسؤول عن التقاط ثاني أكسيد الكربون من أجل التمثيل الضوئي ، ويريد العلماء جعله أكثر كفاءة.
أظهرت التجارب الحديثة للمحاصيل المعدلة أن رفع مستوى جودة الروبيسكو يزيد الغلة بحوالي 40٪ ، لكن استخدام إنزيم النبات المعدل على نطاق تجاري كبير قد يستغرق أكثر من عقد. حتى الآن ، تم إجراء الاختبارات فقط على المحاصيل الشائعة مثل التبغ ، وليس من الواضح كيف سيغير الروبيكو الأشجار التي تحبس معظم الكربون.
في سبتمبر 2018 ، اجتمعت المجموعات البيئية في سان فرانسيسكو لتطوير خطة للحفاظ على الغابات ، والتي يقولون إنها "الحل المنسي لتغير المناخ".
يقول سيرنوساك: "أعتقد أن صانعي السياسات يجب أن يستجيبوا للنتائج التي توصلنا إليها من خلال الاعتراف بأن المحيط الحيوي الأرضي يعمل حاليًا كبالوعة كربون فعالة". "أول شيء يجب القيام به هو اتخاذ إجراءات فورية لحماية الغابات حتى تتمكن من الاستمرار في عزل الكربون والبدء في العمل على الفور لإزالة الكربون من قطاع الطاقة."