_ Cum Lumea plantelor modelează ciclul climatic

Pentru a înțelege rezistența Pământului, cercetătorii de la ETH Zurich modelează schimbările climatice din vremuri demult trecute. Și ei arată că plantele nu sunt doar victime ale circumstanțelor, ci au contribuit la modelarea condițiilor climatice de pe Pământ.

De-a lungul a sute de milioane de ani, Pământul a trăit o serie de schimbări climatice, modelând planeta așa cum o cunoaștem astăzi. Modificările anterioare ale nivelurilor de CO2 și ale temperaturii ne pot ajuta să înțelegem răspunsul planetei la încălzirea globală astăzi.

Ca parte a unui domeniu în creștere numit biogeodinamică, cercetătorii se grăbesc să înțeleagă modul în care astfel de schimbări au afectat viața de pe planetă în trecutul. „Încercăm să înțelegem procesele relevante pentru prezent folosind trecutul geologic”, spune Julian Rogger, care se concentrează pe biogeodinamică la Institutul de Geofizică de la ETH Zurich.

Rogger este fascinat de interacțiunea dintre plante. viata si clima. Până acum planeta noastră este singura pe care o cunoaștem din univers, potrivită pentru a susține organismele vii. Condițiile sale climatice permit prezența unei suficiente ape lichide pentru a permite plantelor și altor organisme complexe să prospere, sau cel puțin să supraviețuiască.

Când clima planetei se schimbă, aceasta afectează viața plantelor, forțând ecosistemele să evolueze și să se adapteze. la condiţiile în schimbare. „Sunt interesat de rolul vieții însăși în întregul sistem”, spune Rogger. „Mi se pare cu adevărat fascinant să reconstruiești lumea așa cum era acum milioane de ani.”

Într-o lucrare publicată recent în revista Science Advances, Rogger și colegii de la ETH și Universitatea din Leeds susțin că Plantele nu sunt doar participanți pasivi la ciclul climatic al Pământului, ci pot juca un rol important în modelarea acestuia. „Am putea presupune că viața reacționează doar la schimbări, dar este, de asemenea, posibil să interacționeze cu sistemul și să-l regleze”, spune Rogger.

Pentru a arăta cum, Rogger a folosit modele computerizate care simulează interacțiunea dintre schimbările climatice. , mișcarea continentelor și viața vegetală în trecutul profund. Modelele indică probabil că plantele ajută la reglarea compoziției atmosferei planetei prin captarea carbonului și emiterea de oxigen, ajutând la controlul nivelurilor de CO2.

De asemenea, accelerează procesul de degradare a mineralelor în sol, un proces care consumă CO2. Modelele lui Rogger sugerează că clima și atmosfera planetei fac parte dintr-o buclă de feedback: viața însăși joacă un rol în reglarea sau accelerarea schimbărilor climatice.

Când schimbarea este lentă – suficient de lentă pentru ca plantele să evolueze sau să se răspândească în noi nișe. de-a lungul a milioane de ani — activitatea plantelor poate acționa ca un tampon, împiedicând schimbarea prea rapidă a temperaturilor. Dar geologia și înregistrările fosile arată că au existat și schimbări care au avut loc prea repede și au dus la perturbări majore ale vegetației și chiar la dispariții în masă.

„Ceea ce vrem să știm este cât de repede se poate schimba vegetația. caracteristicile sale atunci când lumea se încălzește brusc cu 5 sau 6 grade”, spune Rogger. „Scopul general este de a înțelege co-evoluția climei, vegetației și tectonicii.”

Rogger și coautorii săi – o echipă interdisciplinară de geologi, informaticieni și cercetători ai pământului – au creat un model computerizat de ultimii 390 de milioane de ani care au luat în considerare deplasarea continentelor și a climei și răspunsul vegetației la aceste schimbări. Rularea simulărilor pe supercalculatoare puternice poate dura până la o lună, având în vedere complexitatea problemei și perioada de timp pe care se presupune că o reprezintă.

Oricand este posibil, echipa folosește date geologice pentru a realiza modelele ca cât mai realist posibil: analiza chimică a sedimentelor, de exemplu, poate fi un indicator al nivelurilor de dioxid de carbon din trecut. Fosilele pot arăta când schimbările dramatice ale climei au dus la extincții în masă sau la evoluția de noi ecosisteme ca răspuns la condițiile în schimbare.

Modelele arată că perioadele lungi de stabilitate fac posibil ca vegetația să înflorească, absorbind CO2 și stabilizând clima Pământului în timp. În modelele lor, echipa a văzut că plantele au reușit să evolueze suficient de rapid pentru a se adapta la schimbările treptate ale climei și peisajelor din cauza derivării continentale, de exemplu.

Dar atunci când sistemul climatic este perturbat și se schimbă prea rapid. pentru ca vegetația să se adapteze, se întâmplă invers: plantele sunt distruse și nu pot acționa ca un tampon pentru a încetini schimbările climatice. Fără plantele care să acționeze ca o frână, schimbările de mediu au loc și mai repede și împing mai departe spre extrem.

„Este ca un efect de feedback”, explică Rogger. „Deoarece reglementările scad, ai putea avea o creștere mai puternică a CO2 și mai multe schimbări climatice decât se aștepta anterior.”

În înregistrarea geologică, schimbările climatice abrupte sunt adesea însoțite de evenimente de extincție în masă. „Există schimbări puternice ale vegetației în care a fost nevoie de mii până la milioane de ani pentru ca vegetația să se adapteze și să se redreseze”, spune Rogger, „și ceea ce se recuperează poate fi foarte diferit de ceea ce a fost înainte.”

Nu este bine. știri. „Rata schimbării pe care o avem în acest moment este considerată a fi fără precedent în ultimii 400 de milioane de ani”, spune Rogger. „Ar putea exista o reducere a capacității vegetației de a regla clima dacă există o schimbare puternică, așa cum se confruntă acum.”

Într-un moment în care clima Pământului se schimbă mai repede decât oricând, Cercetările lui Rogger au implicații practice: informațiile din trecut îi pot ajuta pe oamenii de astăzi să înțeleagă cât de rezistente sunt sistemele de interconectare ale Pământului.

„Cât de repede sunt ecosistemele capabile să răspundă la schimbările de climă și peisaj? Acesta este unul dintre necunoscute majore”, spune el. „Este o întrebare acută – cât de rezistent este Pământul?”

(Fluierul)