Используя более 20 лет наблюдений, ученые показали, что переломный момент в повышении температуры Земли, после которого растения перестанут эффективно накапливать атмосферный углерод, наступит через два-три десятилетия.
Сегодня экосистемы связывают больше углекислого газа, чем выделяют при дыхании. Но ситуация может стать противоположной, когда температура в экосистемах пройдет критический порог
Экосистемы по всему земному шару «связывают» углекислый газ с помощью фотосинтеза и выпускают его обратно в атмосферу в процессе дыхания. За последние несколько десятилетий биосфера, как правило, поглощает больше углерода, чем высвобождает. Благодаря этому глобальное потепление на нашей планете замедляется и его последствия оказываются менее выраженными.
Но вечно это продолжаться не может. Исследователи выяснили, что существует температурный порог, после которого биосфера начнет поглощать меньше углерода из атмосферы, а затем и вовсе будет выделять CO2 больше, чем связывать. Чтобы рассчитать такой порог ученые взяли за основу 20 лет климатических данных со всего земного шара и применили к ним недавно созданную модель, называемую теорией макромолекулярных скоростей (MacroMolecular Rate Theory, MMRT). Основанная на термодинамических законах, эта теория позволила исследователям построить температурные кривые для каждого крупного биома в отдельности и земного шара в целом.
Исследователи обнаружили, что температурные максимумы поглощения углерода находятся на 18°C для самых распространенных растений с C3-фотосинтезом и 28°C для растений с C4-фотосинтезом. Это означает, что во многих биомах продолжающееся потепление приведет к снижению фотосинтеза, в то время как объемы выделяемого при дыхании CO2 будут расти экспоненциально, нарушая баланс экосистем. В результате биомы превратятся из поглотителей углерода в его источники.
В настоящее время менее 10% земной биосферы находится при температуре, превышающей этот фотосинтетический максимум. Но при нынешних темпах выбросов до половины земной биосферы к середине столетия может оказаться в состоянии, когда температура превысит этот порог. Некоторые из наиболее богатых углеродом биомов в мире, включая тропические леса в Амазонии и Юго-Восточной Азии, а также тайгу в России и Канаде, будут одними из первых, где зафиксируют критический порог температуры.
Статья об открытии опубликована в журнале Science Advances.
