Ученые впервые измерили силу зеленых "легких" планеты - «Наука»

Nature.

"Вся жизнь на нашей планете зависит от того, насколько эффективно работает фотосинтез у растений. Наблюдения за тем, с какой скоростью растет флора и как эффективно она перерабатывает углекислоту, должно стать главной задачей человечества в будущем", — заявил Эллиотт Кэмпбэлл (Elliott Campbell) из университета Калифорнии в Мерседе (США).

Первые фотосинтезирующие организмы на Земле, сине-зеленые бактерии, появились примерно 2,4 миллиарда лет назад, и с тех пор представители флоры являются доминирующими живыми существами на планете. Их появление, как сегодня считают ученые, вызвало первое массовое вымирание жизни, однако сегодня от растений, планктона и микробов зависят жизни всех животных и прочих организмов.

Ученые: искусственный фотосинтез скоро заменит нефть и газ

То, как много углекислоты поглощают растения, начало интересовать ученых после открытия того, что рост доли СО2 в атмосфере привел к заметному росту среднегодовых температур. Сегодня биологи считают, что растения уже начали поглощать больше углекислого газа по мере роста его концентрации в воздухе, однако что именно произойдет в будущем и как на это отреагирует вся флора Земли в целом, пока никто не знает.

Кэмпбелл и его коллеги сделали первый шаг к точной оценке того, как "легкие планеты" прореагируют на дальнейший рост концентрации СО2 в воздухе, придумав остроумную методику для оценки того, насколько эффективно работает фотосинтез на уровне всей флоры в целом.

Ученые обратили внимание на то, что растения поглощают не только СО2, но и так называемый карбонил-сульфид – соединение, серы, кислорода и углерода (COS), которое появляется в атмосфере в результате разложения останков органики. Единственным "потребителем" этого вещества в природе, как объясняет Кэмпбелл, являются растения, что позволяет использовать концентрацию COS в качестве надежного индикатора их фотосинтетической активности.

Биологи открыли уникальную "коллективную" форму фотосинтеза

Руководствуясь этой идеей, ученые отправились в Антарктику и собрали там образцы льда и снега, формировавшиеся на протяжении последних 53 тысяч лет. В этих льдах и спрессованной снежной массе, как объясняют климатологи, сохранились пузырьки воздуха, концентрация карбонил-сульфида в которых подскажет, как активно растения поглощали СО2 в то время, когда сформировались эти залежи.

Анализ их содержимого показал, что уровень фотосинтетической активности растений оставался на стабильном уровне на протяжении почти всей истории человечества, за исключением 20 века. За последние 70 лет, как отмечают ученые, эффективность фотосинтеза растений выросла на 31-36%, что, вероятно, связанно с повышением в концентрации СО2 в воздухе. Подобная оценка заметно выше предыдущих предсказаний, хотя и укладывается в текущие прогнозы того, как растения будут реагировать на изменение климата.

Растения используют квантовые эффекты для усиления фотосинтеза

"Есть соблазн считать, что наши результаты указывают на то, что климат Земли скоро стабилизируется сам по себе, реагируя на повышение в концентрации СО2. Но на самом деле наши выводы говорят о том, что повышенной эффективности растений все равно будет недостаточно для компенсирования антропогенных выбросов парниковых газов. Иными словами, природные "тормоза" недостаточно сильны для этого. Нам нужно понять, как мы можем им помочь", — заключает Джо Берри (Joe Berry) из Института науки Карнеги в Вашингтоне (США).