گیاهان زمین تا زمانی که ما فکر می کردیم کربن را نگه نمی دارند. دانشمندان گزارش دادند که تجزیه و تحلیل جدید پالس های کربن رادیواکتیو 14 از آزمایش های بمب قرن بیستم نشان میدهد که گیاهان کربن بیشتری را در بافت های کوتاه مدت مانند برگ ها نسبت به تخمین های قبلی ذخیره میکنند. این بدان معناست که این کربن احتمالاً در برابر انتشار مجدد در جو آسیب پذیرتر است – این تیم میگوید که به طور بالقوه تخمین های مربوط به میزان کربن انسانی را که زیست کره میتواند نگه دارد، تغییر میدهد.
در جولای 1945، ایالات متحده اولین بمب پلوتونیومی را منفجر کرد. آن آزمایش “ترینیتی” چندین دهه آزمایش تسلیحات هسته ای را آغاز کرد، به ویژه در دهه 1950 و اوایل دهه 1960. هر انفجار، یک سنبله بزرگ از کربن رادیواکتیو 14، یک نوع کربن، به جو زمین فرستاد. سپس رادیوکربن بمب به چرخه کربن زمین پیوست و راه خود را در اقیانوس ها و زیست کره (بیوسفر) زمین پیچید.
این واقعیت به یک پوشش نقرهای علمی برای آزمایش های بمب تبدیل شد: دانشمندان متوجه شدند که انفجارهای رادیوکربن در حال گردش در سیستم زمین، بسیار شبیه پالس های ردیاب های پزشکی رادیواکتیو است که در بدن انسان حرکت میکنند. آنها فرصتی منحصر به فرد برای دانشمندان فراهم کردند تا کربن را دنبال کنند و تجزیه و تحلیل کنند که کجا و برای چه مدت ذخیره شده و در سراسر جهان آزاد می شود.
نظر دانشمندان در مورد کربن و گیاهان
این اطلاعات اکنون بسیار مهم است. هدر گریون (Graven)، یک دانشمند جوی در امپریال کالج لندن میگوید: با گرم شدن آب و هوا به دلیل انباشته شدن CO2 و دیگر گازهای گلخانه ای در اتمسفر، نیاز شدید به درک اینکه زیست کره زمین – از جمله گیاهان و خاک آن – تا چه زمانی میتواند مقداری از این کربن را جذب کند، احساس میشود.
مدل های رایانه ای کنونی از آب و هوا تخمین میزنند که پوشش گیاهی و خاک زمین حدود 30 درصد از انتشار CO2 ناشی از انسان را به خود اختصاص میدهند. گریون و همکارانش در مورد آن کنجکاو بودند.
او میگوید: “ما علاقه مند بودیم به مدل های زیست کره و اینکه چقدر کربن رادیویی حاصل از آزمایش های بمب را نشان میدهند، نگاه کنیم.”
در مطالعه جدید، گریون و همکارانش بر یک بازه زمانی کوتاه از سال 1963 تا 1967 تمرکز کردند که در طی آن هیچ آزمایش بمبی انجام نشد. این بدان معناست که هیچ پالس جدیدی برای اشتباه گرفتن داده ها وجود ندارد – فقط پالس های رادیوکربن از قبل در سیستم حرکت می کنند. این تیم همچنین فقط بر روی بخش رشد گیاه از ذخیره کربن متمرکز شد.
این تیم با ارزیابی مجدد میزان کربن 14 که از آزمایش های بمب به جو فوقانی اتمسفر تخمین زده میشود و چه مقدار کربن در آن زمان به اتمسفر پایین تر و اقیانوس ها منتقل شده است، شروع کردند. برای انجام این کار، محققان تخمین های قبلی را با داده های کربن 14 جمع آوری شده توسط هواپیما، بالون های استراتوسفر و شناورهای اقیانوس به روز کردند. از آنجا، آنها محاسبه کردند که چه مقدار کربن 14 باید وارد بیوسفر شده باشد. این تیم سپس مشاهدات ماهوارهای ذخیره سازی کربن در پوشش گیاهی زنده را با شبیه سازی رایانه ای از محل تجمع کربن در گیاهان مقایسه کرد.
گریون می گوید که نتایج شگفت انگیز بود. آنها دریافتند که اکثر شبیه سازی های رایانه ای فعلی از پوشش گیاهی و آب و هوا سرعت رشد گیاهان را دست کم می گیرند. مدل های فعلی نشان میدهند که گیاهان سالانه بین 43 تریلیون تا 76 تریلیون کیلوگرم کربن جذب میکنند. مطالعه جدید آن را به حداقل 80 تریلیون افزایش می دهد – احتمالاً دو برابر.
وقتی صحبت از امید به ذخیره کربن اضافی حاصل از فعالیت های انسانی در بیوسفر میشود، خبر خوبی به نظر میرسد. اما، تیم متوجه شد، یک نقطه ضعف وجود دارد. ردیابی رادیوکربن بمب همچنین نشان داد که کربن بیشتری نسبت به آنچه قبلا تصور می شد در زیست توده کوتاه مدت مانند برگ ها و ریشه های نازک و ظریف ذخیره می شود. این بافتها نسبت به بافت های با عمر طولانی تر مانند ساقه ها و ریشه های بزرگتر در برابر تخریب که کربن را به اتمسفر باز میگرداند، آسیب پذیرتر هستند.
گریون می گوید این موضوع بر اهمیت محدود کردن انتشار سوخت های فسیلی تاکید میکند.
کربنی که اکنون [به گیاهان] وارد میشود، تا زمانی که فکر میکردیم وجود نخواهد داشت. محدودیتی برای ذخیره سازی در پوشش گیاهی وجود دارد.”
لیزا ولپ، بیوژئوشیمیدان در دانشگاه پوردو در وست لافایت، ایندیانا، که در این مطالعه شرکت نداشت، میگوید این یافته ها چه معنایی برای پیش بینی های آینده آب و هوا و بهترین نحوه ترکیب نقش پوشش گیاهی در این مدلها دارد، هنوز مشخص نیست.اما، او می گوید، آنها اعتماد به نفس را در مورد اینکه چگونه مدل های آب و هوایی می توانند این نقش را شبیه سازی کنند، تضعیف می کنند.