Czy ekspansja pustyń rozwiąże problem zmiany klimatu?

"Pustynie pochłaniają dwutlenek węgla!" - takie nagłówki pojawiły się ostatnio w Internecie. Brzmi to sensacyjnie, ale czego tak naprawdę dotyczyły badania naukowców z Washington State University, które wywołały ten szum?

Zacznijmy od najważniejszego: nie, zwiększenie powierzchni pustyń nie jest sensownym pomysłem na rozwiązanie problemu globalnego ocieplenia. Człowiek z roku na rok emituje coraz więcej dwutlenku węgla. Mniej więcej połowa jest pochłaniana przez ekosystemy morskie i lądowe. Jednak to co pozostaje, powoduje stały wzrost koncentracji CO2 w atmosferze.

Globalna średnia koncentracja dwutlenku węgla

Rysunek 1: Globalna średnia koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze w cząstkach na milion (ppm) w ostatnich latach. Linia czerwona pokazuje wyniki pomiarów, czarna – wyniki pomiarów z poprawką na zmiany sezonowe. Źródło: NOAA ESRL.

Tak zwany cykl węglowy, czyli obieg węgla w przyrodzie, to ważny element systemu klimatycznego Ziemi. Dlatego jest on obiektem licznych badań, które są z kolei wykorzystywane w modelowaniu i projekcjach klimatu. Przykładem takich badań jest trwający dziesięć lat (!) eksperyment, którego rezultaty zostały właśnie opublikowane w Nature Climate Change.

Naukowcy z kilku amerykańskich uniwersytetów połączyli wysiłki, by zbadać, na ile wydajnie dwutlenek węgla pochłania… pustynia. Z punktu widzenia mieszkańca Europy Środkowej, wciąż jeszcze przyzwyczajonego do regularnych opadów deszczu, udział terenów suchych w ziemskim systemie klimatycznym może wydawać się mało znaczący. Jednak gdy spojrzymy na mapę świata, zobaczymy, że obszary suche (o rocznych sumach opadów poniżej 250 mm) i półsuche (o opadach poniżej 500 mm) rozciągają się głównie w szerokich pasach wzdłuż równoleżników 30 stopni (zarówno północnego jak południowego) i pokrywają w sumie niemal połowę powierzchni lądowej! To sprawia, że choć w kilogramie gleby pustynnej znajdziemy dużo mniej węgla niż w bogatszej w szczątki organiczne glebie leśnej, to jednak pustynie grają sporą rolę w obiegu węgla w przyrodzie.

Pustynia Mojave z kosmosu

Rysunek 2. Pustynia Mojave w Ameryce Północnej widziana z kosmosu. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA.

Naukowcy postanowili doświadczalnie sprawdzić, jak wydajnie teren pustynny pochłania dwutlenek węgla i jak będzie go pochłaniać, gdy koncentracje CO2 w atmosferze wzrosną. W ramach eksperymentu na pustyni Mojave w Nevadzie przygotowano dziewięć działek: ośmiokątów foremnych o bokach długości ok. 9,5m. Trzem dostarczano powietrze, w którym koncentracja CO2 wynosiła 380 ppm (to mniej więcej średnia sprzed dziesięciu lat), trzem - powietrze z 550 ppm CO2 (to koncentracja, którą spodziewamy się osiągnąć w połowie XXI wieku). Trzy poletka pozostawiono jako obszary kontrolne, bez sztucznego nawiewu. Przez 10 lat rośliny i mikroby absorbowały z powietrza dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy. Po zakończeniu doświadczenia badacze wykopali z działek ziemię wraz roślinami (do głębokości 1m) i przebadali całość w laboratorium. Dwutlenek węgla, którym "karmiono" pustynię miał specyficzny skład izotopowy, co umożliwiło „odróżnienie” go od węgla wcześniej zgromadzonego w ekosystemie.

Analiza zebranego materiału pokazała, że podczas gdy w lesie większość węgla gromadzi się w materii roślinnej, na pustyni szczególnie aktywne są bakterie zamieszkujące w bezpośrednim sąsiedztwie korzeni roślin i żywiące się substancjami uwalnianymi przez te korzenie. Przy podwyższonej koncentracji CO2 w powietrzu, tempo, w jakim węgiel wychwytywany z atmosfery przez rośliny wędrował do gleby i zamieszkujących ją mikrobów, wzrosło o ok. 60%. Nie towarzyszyły temu zmiany w masie samych roślin.

Przy założeniu, że pustynia w Nevadzie stanowi reprezentatywny przykład także dla innych obszarów suchych, wyniki eksperymentu wskazują, że w połowie XXI wieku tereny pustynne świata pochłaniać będą 2-4% całkowitych emisji dwutlenku węgla (przy założeniu dalszego nieograniczonego wzrostu emisji antropogenicznych, czyli przebiegu wypadków nazywanego scenariuszem RCP8.5), lub 4-8% (w scenariuszu RCP4.5, który zakłada pewne ograniczenia emisji). W eksperymencie nie uwzględniono wpływu, jaki na odkładanie węgla w glebie mogą mieć inne (poza koncentracjami dwutlenku węgla w atmosferze) zjawiska, takie jak wzrost temperatur czy zmiany w występowaniu opadów.

Wyniki eksperymentu na pustyni Mojave są tym bardziej interesujące, że trudno jest wyliczyć ilość dwutlenku węgla pochłanianego przez ekosystemy lądowe. Zwykle szacuje się ją, odejmując od ilości CO2 emitowanego do atmosfery dużo łatwiejsze do zmierzenia lub oszacowania ilości CO2 pozostające w atmosferze i trafiające do oceanu. Tu natomiast mamy konkretny wynik pomiarów przeprowadzonych w kontrolowanych warunkach. Niestety trzeba pamiętać, że nawet maksymalna wartość pochłaniania dwutlenku węgla przez pustynie - rzędu 8% - daleka jest od wymaganych 100%. Wniosek? Pustynie nie ocalą świata przed globalnym ociepleniem.

Aleksandra Kardaś na podst. Nature, Washington State University News, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2014-05-08 21:22
Tagi

pomiary i obserwacje biosfera

Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.