Endişe Verici Yeni İklim Araştırması: Dünya 20-30 Yılda Kritik Sıcaklık Devrilme Noktasına Ulaşacak…

Kuzey Arizona Üniversitesi, Woodwell İklim Araştırma Merkezi’ndeki araştırmacılar tarafından Science Advances’te yapılan yeni bir araştırmaya göre, Dünya’nın bitkiler yoluyla insan kaynaklı karbon emisyonlarının neredeyse üçte birini absorbe etme yeteneği önümüzdeki yirmi yıl içinde mevcut ısınma oranında yarıya inebilir. ve Waikato Üniversitesi, Yeni Zelanda. Ekip, dünyadaki her büyük biyomdaki ölçüm kulelerinden gelen yirmi yıldan fazla verileri kullanarak, bitkilerin atmosferik karbonu tutma ve depolama kabiliyetinin ötesinde kritik bir sıcaklık devrilme noktası belirledi – bu, “kara karbon yutağı” olarak adlandırılan kümülatif bir etki. – sıcaklıklar yükseldikçe azalır.

Kara bitkilerinin ve toprak mikroplarının faaliyeti olan karasal biyosfer, karbondioksit ve oksijeni değiştirerek Dünya’nın “solumasının” çoğunu yapar. Dünyanın dört bir yanındaki ekosistemler, karbondioksiti fotosentez yoluyla çeker ve onu mikropların ve bitkilerin solunumu yoluyla atmosfere geri bırakır. Son birkaç on yılda, biyosfer genellikle serbest bıraktığından daha fazla karbon aldı ve bu da iklim değişikliğini hafifletti.

Ancak rekor kıran sıcaklıklar tüm dünyaya yayılmaya devam ederken, bu devam etmeyebilir; NAU, Woodwell Climate ve Waikato araştırmacıları, bitki karbon alımının yavaşladığı ve karbon salınımının hızlandığı bir sıcaklık eşiği tespit ettiler.

NAU’da doktora sonrası araştırmacı olan baş yazar Katharyn Duffy, su ve güneş ışığı gibi diğer etkileri ortadan kaldırdıktan sonra bile, dünyadaki hemen hemen her biyomda bu sıcaklık eşiğinin üzerinde fotosentezde keskin düşüşler olduğunu fark etti.

Duffy, “Dünya’nın giderek artan bir ateşi var ve insan vücuduna çok benzer şekilde, her biyolojik sürecin en iyi şekilde performans gösterdiği ve üzerinde işlevin bozulduğu bir sıcaklık aralığı olduğunu biliyoruz” dedi. “Öyleyse, bitkilerin ne kadar dayanabileceğini sormak istedik.”

Bu çalışma, küresel ölçekte gözlemsel verilerden fotosentez için bir sıcaklık eşiği tespit eden ilk çalışmadır. Laboratuvarda fotosentez ve solunum için sıcaklık eşikleri incelenirken, Fluxnet verileri Dünya genelinde hangi ekosistemlerin gerçekte deneyimledikleri ve nasıl tepki verdiklerine dair bir pencere sağlıyor.

Duffy, ” İnsanlar için sıcaklık optimasının 37 derece Santigrat (98 derece Fahrenheit ) civarında olduğunu biliyoruz, ancak bilim camiasında bu optimumların karasal biyosfer için ne olduğunu bilmiyorduk” dedi.

Woodwell Climate ve University of Waikato’daki araştırmacılarla birlikte çalıştı ve bu soruyu yanıtlamak için yakın zamanda yeni bir yaklaşım geliştirdi: Makro Moleküler Hız Teorisi (MMRT). Termodinamik prensiplerindeki temeli ile MMRT, araştırmacıların her büyük biyom ve dünya için sıcaklık eğrileri oluşturmasına izin verdi.

Sonuçlar endişe vericiydi.

Araştırmacılar, karbon alımı için sıcaklık “zirvelerinin” (daha yaygın C3 bitkileri için 18 derece C ve C4 bitkileri için 28 derece C) doğada zaten aşıldığını keşfettiler, ancak solunumda herhangi bir sıcaklık kontrolü görmediler. Bu, birçok biyomda, sürekli ısınmanın fotosentezin azalmasına neden olacağı ve solunum hızlarının katlanarak artacağı, ekosistemlerin dengesini karbon yutağından karbon kaynağına kaydıracağı ve iklim değişikliğini hızlandıracağı anlamına gelir.

NAU’nun ortak yazarı George Koch, “Farklı bitki türleri, sıcaklık tepkilerinin ayrıntılarında değişiklik gösterir, ancak hepsi çok ısındığında fotosentezde düşüş gösterir” dedi.

Şu anda, karasal biyosferin yüzde 10’undan daha azı bu fotosentetik maksimumun ötesinde sıcaklıklar yaşıyor. Ancak mevcut emisyon oranına göre, karasal biyosferin yarısı, yüzyılın ortasına kadar bu üretkenlik eşiğinin ötesinde sıcaklıklar yaşayabilir ve Amazon ve Güneydoğu Asya’daki tropikal yağmur ormanları ve Rusya ve Kanada’daki Tayga, bu devrilme noktasına ilk ulaşanlar arasında olacak.

Waikato Üniversitesi’nden biyolog ve çalışmanın ortak yazarı Vic Arcus, “Analizimizin gösterdiği en çarpıcı şey, tüm ekosistemlerde fotosentez için sıcaklık optimasının çok düşük olmasıdır,” dedi. “Gözlemlediğimiz sıcaklıklarda artan ekosistem solunum hızı ile birleştiğinde, bulgularımız, 18 derece C’nin üzerindeki herhangi bir sıcaklık artışının karasal karbon yutağı için potansiyel olarak zararlı olduğunu gösteriyor. Paris İklim Anlaşmasında belirlenen seviyelerde veya altında kalmak için ısınmayı sınırlamadan, kara karbon yutağı emisyonlarımızı dengelemeye ve bize zaman kazandırmaya devam etmeyecek. “