Трава в пустыне. Почему из-за углекислого газа зеленеет планета
Повод для злорадства
Иногда после публикации результатов новых научных исследований так и хочется воскликнуть: "Ну я же говорил!" Мы все годами слушали стоны экологов на тему вреда углекислого газа для планеты: мол, парниковый эффект, автомобили не дают дышать, заводы и фабрики вообще ужас, а тут еще леса вырубают, так что мы все скоро умрем - задохнемся. Автор этих строк, биолог по образованию, пытался объяснять, что при росте содержания СО2 в атмосфере растет и КПД фотосинтеза - то есть растения интенсивнее поглощают углекислоту... Но бороться против массовой культуры оказалось невозможно. Это как доказывать безвредность продуктов с ГМО: сам-то понимаешь, что к чему, но большинство окружающих предпочитает верить телевизору и бояться непонятного.
И вот теперь результаты нового исследования показали: рост концентрации углекислого газа в атмосфере помог растительности на нашей планете чувствовать себя лучше. Этот процесс идет последние три десятилетия. Дистанционное (со спутников) зондирование поверхности планеты показывает, что покрытые растительностью территории на Земле за эти 30 лет увеличились на 18 млн кв. км - это примерно в 2,5 раза больше площади Австралии. Ученые говорят, если всю дополнительную зелень, появившуюся благодаря возрастающим уровням диоксида углерода, постелить в виде ровного ковра, то он бы дважды покрыл всю континентальную площадь США.
Автор исследования, доктор Цзайчунь Чжу из университета Пекина, комментирует: "Это коренным образом может изменить круговорот воды и углерода в климатической системе". Его коллега, испанский эколог Пеп Канаделл из Глобального углеродного проекта, рассказал, что полученные данные дистанционного зондирования проверяли на 10 глобальных моделях изменения окружающей среды, чтобы определить причину "позеленения" планеты. "Усвоение углерода является доминирующим процессом для озеленения по всему земному шару, особенно в тропиках, потому что там особенно много растительности", - констатировал Канаделл.
По данным ученых, 85% свободной ото льда поверхности Земли покрыто растениями; за год в ходе фотосинтеза поглощается примерно четверть из почти 10 млрд т углерода, выделяемых в результате человеческой деятельности. По тем же данным, рост концентрации СО2 в атмосфере на 46 частей на миллион в период с 1982 по 2009 гг. несет ответственность за 50-70% наблюдаемого озеленения. Есть и другие причины "торжества флоры" - например, азот, содержащийся в сельскохозяйственных удобрениях.
Пеп Канаделл признался, что озеленение удивило ученых. Они, оказывается, ожидали увидеть больше коричневой окраски, учитывая увеличение засушливых периодов, связанных с глобальным потеплением. Однако оказалось, что от 25 до 50% областей, покрытых растительностью, стали зеленее, и только 4% приобрели коричневый оттенок. В последнем случае речь идет о Монголии, Аргентине и близким к Аляске районам Северной Америки.
Как показало исследование, площади старых лесов действительно сокращаются из-за вырубки, но в целом объем зелени вырос. Если так пойдет и дальше, то через сто лет в африканских пустынях можно будет жить.
Неожиданная очевидность
Тепличные комплексы часто строят возле ТЭЦ и электростанций, работающих на газе или угле. И выброс такой станции отправляется не сразу в трубу, а прокачивается через теплицы. Зачем? Вовсе не для того, чтобы "согреть растения", а чтобы насытить воздух углекислым газом. Благодаря такому насыщению урожайность заметно подскакивает - ведь растения куда эффективнее усваивают солнечный свет.
В XX веке человек стал выбрасывать в воздух гораздо больше углекислого газа, что позволило растениям производить больше органических веществ, то есть наращивать свою биомассу. Отсюда - и "позеленение" поверхности Земли. Природа очень мудра, она сама умеет соблюдать баланс: повышается концентрация СО2 - повышается и эффективность его поглощения. В природе всегда срабатывают механизмы компенсации, иначе бы саранча правила миром.
Это уже не первое подобное исследование. В 2017-м международная группа ученых применила новый метод для оценки интенсивности фотосинтеза. Анализ показал, что к концу XX века первичная продукция растений на планете выросла на 31% - именно благодаря антропогенным выбросам углекислого газа. Хотя правильнее сказать, что это количество углерода, связываемого растениями, в XX веке выросло на 31%. А биомасса выросла на такую же величину.
Примечательно, что рост количества углекислоты в воздухе помогает бороться с засухами. Чем больше СО2 в воздухе, тем легче растениям извлекать его из воздуха через устьица (поры), поэтому они меньше приоткрывают их с этой целью. При слабее открытых устьицах уменьшается потеря влаги, так что растение может выживать при меньшем количестве осадков.
Теперь о грустном: столь активный рост зелени может привести к неблагоприятным последствиям. Дополнительное количество деревьев не сможет компенсировать губительное воздействие от глобального потепления, подъема уровня мирового океана и таяния ледников. К тому же, сорняки начинают размножаться быстрее культурных растений.
Пока самые заметные изменения произошли в арктической тундре и тайге в Канаде и России, а также на севере Европы. Там с начала 1980-х по конец 2000-х площадь зеленого покрова увеличилась на 41%. "То, что мы видим сегодня в Северном полушарии, беспрецедентно: такого не было не только в XX веке, но и на протяжении всего прошлого тысячелетия", - говорит Джонатан Баричивич из Университета Восточной Англии в Норидже (Великобритания). При этом из-за потепления тайга сдвигается выше по карте, захватывая часть тундры.
Впрочем, за последние три десятка лет сухие районы тоже в целом стали зеленее. И это - несмотря на чрезмерный выпас скота и опустынивание земель. То же и с полюсами: Баричивич отмечает, что за прошедшие 30 лет период вегетации в арктических широтах удлинился на 6 дней на территории Северной Америки и почти на 13 дней в Евразии.
Между тем "озеленение" Арктики - однозначно плохая новость. Земля, плотно покрытая растительностью, поглощает и удерживает намного больше тепла, чем голая заснеженная тундра. Соответственно, озеленение Арктики усугубляет глобальное потепление. Вполне вероятно, что в результате вечная мерзлота начнет оттаивать, отдавая в атмосферу огромное количество метана - одного из самых вредных парниковых газов. Кроме того, пожары в тундре, на протяжении последних 11 тысяч лет случавшиеся довольно редко, могут стать более частыми и сильными - а это еще один источник выбросов углекислого газа.
Мы не знаем, как изменится климат из-за быстрого увеличения объема растительной биомассы, не говоря уже о том, какой эффект на растения окажут происходящие с ними изменения. Сложность еще и в том, что растительность и климат взаимно влияют друг на друга - как на локальном, так и на глобальном уровне.
Однако не стоит забывать, что самый большой источник СО2 в атмосфере - вулканы. Средних размеров вулкан во время одного извержения выбрасывает углекислого газа больше, чем все автомобили мира за год. Ну а самый большой поглотитель СО2 - океан: газ просто растворяется в морской воде.
P.S.
Вот только автомобили, работающие на бензине и дизтопливе, - все равно зло. Хотя бы потому, что выбрасывают в воздух огромное количество ядовитых веществ, прежде всего - соединений свинца. Но это уже совсем другая история...
