مطالعات نشان می دهد که کاملاً تمام درختچه ها، انگورها و درختانی که ما را احاطه کرده اند، نقش مهمی در جذب کربن اضافی از جو دارند. اما در برخی مواقع، گیاهان می توانند آنقدر کربن دریافت کنند که دست کمک آنها در مبارزه با تغییرات آب و هوایی شروع به کاهش می کند. دقیقا چه زمانی این اتفاق خواهد افتاد؟ دانشمندان در تلاش برای یافتن پاسخی برای این سوال هستند.
از زمانی که انقلاب صنعتی در اوایل قرن بیستم آغاز شد، میزان کربن موجود در جو ناشی از فعالیت های انسانی به شدت افزایش یافته است. با استفاده از مدل های کامپیوتری، نویسندگان، که در Trends in Plant Science منتشر شده اند، دریافتند که در همان زمان، فتوسنتز 20 درصد افزایش یافته است.
لوکاس چرنوساک، نویسنده مطالعه و اکوفیزیولوژیست در دانشگاه جیمز کوک در استرالیا می گوید: «این مانند پرتوی نور در آسمان تاریک است.
چگونه مشخص شد؟
Chernusak و همکارانش از داده های مطالعات زیست محیطی سال 2017 استفاده کردند که سولفید کربونیل موجود در هسته های یخ و نمونه های هوا را اندازه گیری کردند. گیاهان علاوه بر دی اکسید کربن، کربونیل سولفید را در طول چرخه کربن طبیعی خود می گیرند و این اغلب برای اندازه گیری فتوسنتز در مقیاس جهانی استفاده می شود.
گیاهان زمینی حدود 29 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای ما را جذب می کنند که در غیر این صورت به غلظت CO2 جوی کمک می کند. تجزیه و تحلیل مدل ما نشان داد که نقش فتوسنتز زمینی در هدایت این فرآیند ترسیب کربن بیشتر از بسیاری از مدل‌های دیگر است که پیشنهاد کرده‌اند.»
اما برخی از دانشمندان در مورد استفاده از سولفید کربونیل به عنوان روشی برای اندازه گیری فتوسنتز مطمئن نیستند.
کری سندال یک زیست شناس در دانشگاه جورجیا جنوبی است که به مطالعه چگونگی رشد گیاهان تحت سناریوهای مختلف تغییرات آب و هوایی می پردازد.
از آنجایی که جذب کربونیل سولفید توسط گیاهان بسته به میزان نور دریافتی آنها می تواند متفاوت باشد، سندال می گوید که نتایج این مطالعه "ممکن است بیش از حد تخمین زده شود"، اما او همچنین خاطرنشان می کند که اکثر روش های اندازه گیری فتوسنتز جهانی درجاتی از عدم قطعیت دارند.
سبزتر و ضخیم تر
صرف نظر از میزان افزایش فتوسنتز، دانشمندان موافق هستند که کربن اضافی به عنوان کود برای گیاهان عمل می کند و رشد آنها را تسریع می کند.
Cernusak می گوید: "شواهدی وجود دارد که شاخ و برگ درختان متراکم تر شده و چوب متراکم تر شده است."
دانشمندان آزمایشگاه ملی Oak Ride همچنین خاطرنشان کردند که وقتی گیاهان در معرض افزایش سطوح CO2 قرار می گیرند، اندازه منافذ روی برگ ها افزایش می یابد.
سندال در مطالعات تجربی خود گیاهان را در معرض دو برابر میزان دی اکسید کربنی که معمولاً دریافت می کنند قرار داد. در این شرایط، طبق مشاهدات سندال، ترکیب بافت های برگ به گونه ای تغییر کرد که خوردن آنها برای گیاهخواران دشوارتر شد.
نقطه اوج
سطح CO2 در جو در حال افزایش است و انتظار می رود که در نهایت گیاهان نتوانند با آن مقابله کنند.
آزمایشگاه ملی اوک راید در وب‌سایت خود خاطرنشان می‌کند: «واکنش یک سینک کربن به افزایش دی‌اکسید کربن اتمسفر، بزرگترین عدم قطعیت در مدل‌سازی چرخه کربن جهانی تا به امروز است و عامل اصلی عدم قطعیت در پیش‌بینی‌های تغییرات آب و هوایی است».
پاکسازی زمین برای کشت یا کشاورزی و انتشار سوخت های فسیلی بیشترین تأثیر را بر چرخه کربن دارد. دانشمندان مطمئن هستند که اگر بشریت از انجام این کار دست نکشد، یک نقطه اوج اجتناب ناپذیر است.
دنیل وی، اکوفیزیولوژیست از دانشگاه وسترن می گوید: انتشار کربن بیشتری در جو به دام می افتد، غلظت به سرعت افزایش می یابد و در عین حال تغییرات آب و هوایی سریعتر رخ می دهد.
چه می توانیم انجام دهیم؟
دانشمندان دانشگاه ایلینویز و دپارتمان کشاورزی در حال آزمایش راه هایی برای اصلاح ژنتیکی گیاهان هستند تا بتوانند کربن بیشتری را ذخیره کنند. آنزیمی به نام روبیسکو مسئول جذب CO2 برای فتوسنتز است و دانشمندان می‌خواهند آن را کارآمدتر کنند.
آزمایش‌های اخیر روی محصولات اصلاح‌شده نشان داده است که ارتقای کیفیت روبیسکو عملکرد را تا حدود 40 درصد افزایش می‌دهد، اما استفاده از آنزیم گیاهی اصلاح‌شده در مقیاس تجاری بزرگ می‌تواند بیش از یک دهه طول بکشد. تاکنون آزمایش‌هایی فقط بر روی محصولات معمولی مانند تنباکو انجام شده است و مشخص نیست که روبیسکو چگونه درختانی را که بیشترین کربن را جذب می‌کنند تغییر می‌دهد.
در سپتامبر 2018، گروه های زیست محیطی در سانفرانسیسکو گرد هم آمدند تا طرحی برای حفاظت از جنگل ها تهیه کنند، که به گفته آنها "راه حل فراموش شده برای تغییر آب و هوا" است.
سرنوشاک می‌گوید: «من فکر می‌کنم سیاست‌گذاران باید با تشخیص این که زیست کره زمینی در حال حاضر به عنوان یک مخزن کربن کارآمد عمل می‌کند، به یافته‌های ما پاسخ دهند. اولین کاری که باید انجام شود این است که اقدام فوری برای حفاظت از جنگل ها انجام دهیم تا بتوانند به جداسازی کربن ادامه دهند و فوراً برای کربن زدایی بخش انرژی شروع به کار کنند.