Όταν η Γη θερμάνθηκε 6 βαθμούς Κελσίου...

Απολιθωμένη γύρη φοινικιού 56 εκατομμυρίων ετών από τη λεκάνη Bighorn, Wyoming, Ηνωμένες Πολιτείες. Από Vera Korasidis.

Όταν η Γη θερμάνθηκε 6°C πριν από 56 εκατομμύρια χρόνια, τα φυτά σταμάτησαν να απορροφούν σωστά τον άνθρακα. Οι επιστήμονες λένε ότι θα μπορούσε να συμβεί ξανά.

Πριν από περίπου 56 εκατομμύρια χρόνια, η Γη ξαφνικά θερμάνθηκε πολύ περισσότερο. Σε διάστημα περίπου 5.000 ετών, η ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε δραστικά και οι παγκόσμιες θερμοκρασίες εκτοξεύτηκαν κατά περίπου 6°C .

Όπως δείχνουν οι ερευνητές σε μία νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, μια συνέπεια ήταν ότι πολλά από τα φυτά του κόσμου δεν μπορούσαν πλέον να ευδοκιμήσουν. Ως αποτέλεσμα, απορρόφησαν λιγότερο άνθρακα από την ατμόσφαιρα, κάτι που μπορεί να συνέβαλε σε ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό αυτού του προϊστορικού πλανητικού καύσωνα: διήρκεσε περισσότερα από 100.000 χρόνια.

Σήμερα η Γη θερμαίνεται περίπου 10 φορές πιο γρήγορα από ό,τι πριν από 56 εκατομμύρια χρόνια, γεγονός που μπορεί να δυσχεράνει ακόμη περισσότερο την προσαρμογή των σύγχρονων φυτών.

Γυρίζοντας πίσω 56 εκατομμύρια χρόνια

Τα φυτά μπορούν να βοηθήσουν στη ρύθμιση του κλίματος μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως δέσμευση άνθρακα. Αυτή περιλαμβάνει τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης και την αποθήκευσή του στα φύλλα, το ξύλο και τις ρίζες τους.

Ωστόσο, η απότομη υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να επηρεάσει προσωρινά αυτή τη ρυθμιστική λειτουργία.

Η διερεύνηση του πώς η βλάστηση της Γης αντέδρασε στο ραγδαίο γεγονός της υπερθέρμανσης του πλανήτη πριν από περίπου 56 εκατομμύρια χρόνια – γνωστό επίσημα ως Θερμικό Μέγιστο Παλαιοκαινού-Ηώκαινου (ή PETM) – δεν είναι εύκολη.

Για να το πετύχουν αυτό οι ερευνητές, ανέπτυξαν ένα υπολογιστικό μοντέλο που προσομοιώνει την εξέλιξη των φυτών, τη διασπορά και τον κύκλο του άνθρακα. Σύγκριναν τα αποτελέσματα του μοντέλου με δεδομένα γύρης και χαρακτηριστικών φυτών από απολιθώματα από τρεις τοποθεσίες για να ανακατασκευάσουν τις αλλαγές στη βλάστηση, όπως το ύψος, η μάζα των φύλλων και η φυλλοβολία κατά τη διάρκεια του φαινομένου της θέρμανσης.

Οι τρεις τοποθεσίες περιλαμβάνουν: τη λεκάνη Bighorn στις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Βόρεια Θάλασσα και τον Αρκτικό Κύκλο.

Εστίασαν την έρευνά τους στη γύρη από απολιθώματα λόγω πολλών μοναδικών ιδιοτήτων της.

Πρώτον, η γύρη παράγεται σε άφθονες ποσότητες. Δεύτερον, ταξιδεύει εκτενώς μέσω των ρευμάτων αέρα και νερού. Τρίτον, διαθέτει μια ανθεκτική δομή που αντέχει στην αποσύνθεση, επιτρέποντάς της την άριστη διατήρησή της σε αρχαίους γεωλογικούς σχηματισμούς.

Μια αλλαγή στη βλάστηση

Στις τοποθεσίες μεσαίου γεωγραφικού πλάτους, συμπεριλαμβανομένης της λεκάνης Bighorn - μιας βαθιάς και πλατιάς κοιλάδας ανάμεσα στα βόρεια Βραχώδη Όρη - τα στοιχεία δείχνουν ότι η βλάστηση είχε μειωμένη ικανότητα ρύθμισης του κλίματος.

Τα δεδομένα για τη γύρη δείχνουν μια στροφή προς μικρότερα φυτά, όπως οι φοίνικες και οι φτέρες. Η μάζα των φύλλων ανά περιοχή (ένα μέτρο της πυκνότητας και του πάχους των φύλλων) αυξήθηκε επίσης καθώς τα φυλλοβόλα δέντρα μειώθηκαν. Τα ορυκτά εδάφη υποδεικνύουν μειωμένα επίπεδα οργανικού άνθρακα στο έδαφος.

Τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι μικρότερα, ανθεκτικά στην ξηρασία φυτά, συμπεριλαμβανομένων των φοινίκων, ευδοκιμούσαν στο τοπίο επειδή μπορούσαν να συμβαδίσουν με την αύξηση της θερμοκρασίας. Ωστόσο, συσχετίστηκαν με μειωμένη ικανότητα αποθήκευσης άνθρακα στη βιομάζα και τα εδάφη.

Αντίθετα, η περιοχή υψηλού γεωγραφικού πλάτους στην Αρκτική παρουσίασε αυξημένο ύψος βλάστησης και βιομάζα μετά την αύξηση της θερμοκρασίας. Τα δεδομένα γύρης δείχνουν την αντικατάσταση των κωνοφόρων δασών από πλατύφυλλα βαλτώδη είδη και την επιμονή ορισμένων υποτροπικών φυτών, όπως οι φοίνικες.

Το μοντέλο και τα δεδομένα δείχνουν ότι οι περιοχές με μεγάλο γεωγραφικό πλάτος θα μπορούσαν να προσαρμοστούν και ακόμη και να αυξήσουν την παραγωγικότητα (δηλαδή, να δεσμεύσουν και να αποθηκεύσουν διοξείδιο του άνθρακα) υπό το θερμότερο κλίμα.

Μια ματιά στο μέλλον

Η διαταραχή της βλάστησης κατά τη διάρκεια της PETM μπορεί να έχει μειώσει τη δέσμευση άνθρακα στην ξηρά για 70.000-100.000 χρόνια λόγω της μειωμένης ικανότητας της βλάστησης και των εδαφών να δεσμεύουν και να αποθηκεύουν άνθρακα.

Η έρευνά τους υποδεικνύει ότι η βλάστηση που είναι πιο ικανή να ρυθμίζει το κλίμα χρειάστηκε πολύ χρόνο για να αναγεννηθεί, και αυτό συνέβαλε στη διάρκεια του φαινομένου της θέρμανσης.

Η υπερθέρμανση του πλανήτη κατά περισσότερο από 4°C ξεπέρασε την ικανότητα προσαρμογής της βλάστησης στο μέσο γεωγραφικό πλάτος κατά τη διάρκεια της PETM. Η ανθρωπογενής υπερθέρμανση συμβαίνει 10 φορές πιο γρήγορα, περιορίζοντας περαιτέρω τον χρόνο προσαρμογής.

Αυτό που συνέβη στη Γη πριν από 56 εκατομμύρια χρόνια υπογραμμίζει την ανάγκη κατανόησης της ικανότητας των βιολογικών συστημάτων να συμβαδίζουν με τις ραγδαίες κλιματικές αλλαγές και να διατηρούν αποτελεσματική δέσμευση άνθρακα.

Η Βέρα Κορασίδη , είναι Λέκτορας Περιβαλλοντικής Γεωεπιστήμης, Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και η Τζούλιαν Ρόγκερ , Κύριος Ερευνητικός Συνεργάτης, Σχολή Γεωγραφικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα zmescience

Long- and short-term coupling of sea surface temperature and atmospheric CO2 during the late Paleocene and early Eocene-Dustin T. Harper https://orcid.org/0000-0002-4855-3849 dustin.t.harper@utah.edu, Bärbel Hönisch https://orcid.org/0000-0001-5844-3398, Gabriel J. Bowen https://orcid.org/0000-0002-6928-3104, +3 , and James C. Zachos https://orcid.org/0000-0001-8439-1886

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2318779121

https://www.zmescience.com/ecology/climate/when-earth-got-6c-hotter-56-millions-years-ago-plants-stopped-absorbing-carbon-properly-scientists-say-it-could-happen-again/