Primele păduri ale planetei nu au schimbat foarte mult nivelul de CO2 atmosferic

Oamenii de știință au descoperit că atmosfera conținea mult mai puțin CO2 decât se credea anterior atunci când au apărut primele păduri ale planetei noastre, noul studiu având implicații importante pentru înțelegerea modului în care plantele terestre influențează clima.

Cercetarea a fost condusă de Universitatea din Copenhaga, din Danemarca, în colaborare cu Universitatea din Nottingham, din Anglia, și modifică 30 de ani de înțelegere anterioară.

• Masculii unei specii de caracatițe paralizează femelele înainte de împerechere pentru a nu fi mâncați
• Un nou studiu dezvăluie o dispariție fără precedent a fluturilor

Studiul este publicat în Nature Communications.

Primele păduri ale planetei nu au influențat nivelul de CO2 atmosferic

Primele păduri ale planetei au apărut în urmă cu aproximativ 385 de milioane de ani. Înainte de păduri, continentele erau invadate de plante sub formă de arbuști de mică adâncime, cu țesut vascular, tulpini, rădăcini puțin adânci și nicio floare.

Manualele ne spun că atmosfera de la acea vreme avea niveluri de CO2 mult mai mari decât în prezent și că un efect de seră intens a dus la un climat mult mai cald. Se credea anterior că apariția pădurilor favorizează eliminarea de CO2 din atmosferă, ducând Pământul într-o perioadă lungă de răcoare cu acoperire de gheață la poli.

Reconstituirea nivelurilor de CO2 din atmosferă din trecutul geologic este dificilă și s-a bazat anterior pe indicatori indirecți, care, la rândul lor, depind de parametri bazați pe presupuneri.

Climatologii sunt de acord că CO2 a avut un rol crucial în modelarea climei Pământului atât în prezent, cât și în trecut. Prin urmare, o mare provocare pentru oamenii de știință a Pământului este să înțeleagă ce anume a controlat abundența de CO2 în atmosferă, scrie Eurek Alert.

„Am calibrat un model mecanic pentru schimbul de gaze dintre frunzele plantelor și aerul ambiant la cea mai veche descendență de plante terestre vasculare, și anume mușchii. Cu această abordare, am putut calcula nivelul de CO2 din aer doar pe baza observațiilor făcute asupra materialului vegetal”, spune profesorul Tais W. Dahl, de la Institutul Globe din cadrul Universității din Copenhaga, care a condus studiul în colaborare cu o echipă internațională de cercetători din Germania, Arabia Saudită, Marea Britanie și SUA.

Cum a fost făcut calculul?

Noua metodă se bazează pe trei observații care pot fi făcute atât la plantele vii, cât și în țesutul vegetal fosil, cum ar fi raportul dintre doi izotopi stabili de carbon și dimensiunea și densitatea stomatelor (deschiderile porilor) prin care CO2 este preluat de plantă.

Cercetătorii au calibrat metoda în mușchii vii și au descoperit că această abordare poate reproduce cu acuratețe nivelurile de CO2 ambiental din seră.

„Metoda nou calibrată de a studia nivelurile de CO2 din înregistrarea geologică este superioară abordărilor anterioare care produc estimări eronate pur și simplu pentru că depind de parametri care nu pot fi constrânși în mod independent în înregistrarea geologică”, spune Barry Lomax, profesor la Universitatea din Nottingham și coautor al studiului.

Echipa de cercetare a aplicat metoda pe unele dintre cele mai vechi fosile de plante vasculare care au trăit înainte și după au apărut primele păduri ale planetei și a descoperit că raportul dintre cei doi izotopi stabili de carbon, carbon-13 și carbon-12, este foarte asemănător cu cel al carbonului din plantele moderne.

În plus, densitatea și dimensiunea stomatelor au fost, de asemenea, foarte asemănătoare cu cele observate la descendenții lor vii. Aceste observații au dat startul unei investigații mai amănunțite a înregistrărilor de CO2 timpurii.

Atunci când au apărut primele păduri ale planetei, Pământul avea polii înghețați

Dahl și colegii săi au colectat date din 66 de fosile a trei specii distincte de licopode găsite în 9 localități diferite din întreaga lume, cu o vârstă cuprinsă între 410 și 380 de milioane de ani. În toate cazurile, nivelurile de CO2 din atmosferă au fost doar cu 30-70% mai mari (~525 – 715 ppm) decât în prezent (~415 ppm). Asta înseamnă cu mult mai puțin decât se credea anterior (2.000-8.000 ppm). Ppm înseamnă părți pe milion și este unitatea utilizată pentru măsurarea concentrațiilor de dioxid de carbon în aer.

Echipa a folosit un model paleoclimat pentru a arăta că Pământul era o planetă temperată, cu temperaturi tropicale medii de suprafață ale aerului de 24,1-24,6°C.

„Am folosit un model cu o cuplare completă atmosferă-ocean pentru a descoperi că Pământul avea poli acoperiți de gheață atunci când au apărut primele păduri ale planetei. Cu toate acestea, plantele terestre puteau prospera în zonele tropicale, subtropicale și temperate”, explică Georg Feulner, de la Institutul pentru Climă din Potsdam, din Germania, care a fost coautor al studiului.

O schimbare de paradigmă

Noul studiu sugerează faptul că copacii au de fapt un rol nesemnificativ asupra nivelurilor de CO2 din atmosferă pe perioade mai lungi de timp, deoarece primii copaci de pe Terra aveau sisteme radiculare mai adânci și au produs soluri mai dezvoltate care sunt asociate cu pierderi mai mici de nutrienți.

Cu o reciclare mai eficientă a nutrienților în sol, copacii au de fapt o nevoie mai mică de degradare decât vegetația sub formă de arbuști de mică adâncime care exista înaintea lor. Această idee contravine gândirii anterioare conform căreia copacii cu un sistem radicular mai adânc au favorizat eliminarea de CO2 prin degradări chimice îmbunătățite și prin dizolvarea rocilor de silicat.

Dahl și colegii săi au folosit modele ale sistemului Pământului pentru a arăta că plantele vasculare primitive asemănătoare arbuștilor ar fi putut provoca o scădere masivă a CO2-ului atmosferic mai devreme în istorie, când s-au răspândit pentru prima dată pe continente. Modelul arată că ecosistemul vascular ar fi condus simultan la o creștere a nivelului de O2 atmosferic.

Vă recomandăm să citiți și:

O nouă știință dezvăluie relațiile om-natură din trecut. Cum ne ajută în lupta cu schimbările climatice?

Variabilitatea temperaturii face pădurile mai rezistente la schimbările climatice

Algele din acest lac din Arctica sunt infectate cu virusuri uriașe

Vești proaste pentru 600 de milioane de oameni. Creșterea nivelului mării este „inevitabilă”