Rannsóknir sýna að algjörlega allir runnar, vínviður og tré sem umlykja okkur gegna mikilvægu hlutverki við að taka upp umfram kolefni úr andrúmsloftinu. En á einhverjum tímapunkti geta plöntur tekið á sig svo mikið kolefni að hjálparhönd þeirra í baráttunni gegn loftslagsbreytingum fer að minnka. Hvenær nákvæmlega mun þetta gerast? Vísindamenn eru að reyna að finna svar við þessari spurningu.
Allt frá því að iðnbyltingin hófst snemma á 20. öld hefur magn kolefnis í andrúmsloftinu af mannavöldum rokið upp úr öllu valdi. Með því að nota tölvulíkön komust höfundarnir, sem birt voru í Trends in Plant Science, að á sama tíma jókst ljóstillífun um 30%.
„Þetta er eins og ljósgeisli á dimmum himni,“ segir Lukas Chernusak, rannsóknarhöfundur og vistlífeðlisfræðingur við James Cook háskólann í Ástralíu.
Hvernig var það ákveðið?
Chernusak og félagar notuðu gögn úr umhverfisrannsóknum frá 2017, sem mældu karbónýlsúlfíð sem fannst í ískjarna og loftsýnum. Auk koltvísýrings taka plöntur upp karbónýlsúlfíð í náttúrulegu kolefnishringrásinni og er það oft notað til að mæla ljóstillífun á heimsvísu.
„Landplöntur taka til sín um 29% af losun okkar, sem annars myndi stuðla að styrk CO2 í andrúmsloftinu. Greining á líkaninu okkar sýndi að hlutverk ljóstillífunar á jörðu niðri í því að knýja þetta ferli kolefnisbindingar er meira en flestar aðrar gerðir hafa gefið til kynna,“ segir Chernusak.
En sumir vísindamenn eru ekki svo vissir um að nota karbónýlsúlfíð sem aðferð til að mæla ljóstillífun.
Kerry Sendall er líffræðingur við Georgia Southern University sem rannsakar hvernig plöntur vaxa við mismunandi aðstæður í loftslagsbreytingum.
Vegna þess að upptaka karbónýlsúlfíðs hjá plöntum getur verið breytileg eftir því hversu mikið ljós þær fá, segir Sendall að niðurstöður rannsóknarinnar „kunnu að vera ofmetnar,“ en hún bendir einnig á að flestar aðferðir til að mæla alþjóðlega ljóstillífun hafi einhverja óvissu.
Grænni og þykkari
Óháð því hversu mikið ljóstillífun hefur aukist eru vísindamenn sammála um að umfram kolefni virki sem áburður fyrir plöntur og flýtir fyrir vexti þeirra.
„Það eru vísbendingar um að lauf trjánna hafi orðið þéttara og viðurinn er þéttari,“ segir Cernusak.
Vísindamenn frá Oak Ride National Laboratory tóku einnig fram að þegar plöntur verða fyrir auknu magni af CO2 eykst svitahola á laufunum.
Sendall, í eigin tilraunarannsóknum, útsetti plöntur fyrir tvöfalt magni koltvísýrings sem þær fá venjulega. Við þessar aðstæður, samkvæmt athugunum Sendalls, breyttist samsetning laufvefja á þann hátt að erfiðara varð fyrir grasbíta að éta þá.
Veltipunkturinn
Koltvísýringsmagn í andrúmsloftinu fer hækkandi og búist er við að á endanum muni plönturnar ekki ráða við það.
„Viðbrögð kolefnisvasks við aukningu á CO2 í andrúmsloftinu er enn mesta óvissan í reiknilíkönum fyrir kolefnishringrás á heimsvísu til þessa, og það er stór drifkraftur óvissu í spám um loftslagsbreytingar,“ segir Oak Ride National Laboratory á vefsíðu sinni.
Landhreinsun til ræktunar eða landbúnaðar og losun jarðefnaeldsneytis hefur mest áhrif á kolefnishringrásina. Vísindamenn eru vissir um að ef mannkynið hættir ekki að gera þetta, þá er tímamót óumflýjanlegt.
„Meira kolefnislosun verður föst í andrúmsloftinu, styrkurinn mun aukast hratt og á sama tíma munu loftslagsbreytingar verða hraðar,“ segir Daniel Way, vistlífeðlisfræðingur við Western University.
Hvað getum við gert?
Vísindamenn við háskólann í Illinois og landbúnaðarráðuneytið eru að gera tilraunir með aðferðir til að erfðabreyta plöntum svo þær geti geymt enn meira kolefni. Ensím sem kallast rubisco sér um að fanga CO2 fyrir ljóstillífun og vísindamenn vilja gera það skilvirkara.
Nýlegar prófanir á breyttri ræktun hafa sýnt að uppbót á gæðum rubisco eykur uppskeru um 40%, en notkun breytta plöntuensímsins í stórum viðskiptalegum mælikvarða getur tekið meira en áratug. Hingað til hafa aðeins verið gerðar prófanir á algengum ræktun eins og tóbaki og ekki er ljóst hvernig rubisco mun breyta þeim trjám sem binda mest kolefni.
Í september 2018 hittust umhverfisverndarsamtök í San Francisco til að þróa áætlun til að vernda skóga, sem þeir segja að sé „gleymda lausnin á loftslagsbreytingum“.
„Ég held að stefnumótendur ættu að bregðast við niðurstöðum okkar með því að viðurkenna að lífríkið á jörðu niðri virkar eins og er sem skilvirkur kolefnisvaskur,“ segir Cernusak. „Það fyrsta sem þarf að gera er að grípa strax til aðgerða til að vernda skóga svo þeir geti haldið áfram að binda kolefni og byrjað strax að vinna að kolefnislosun orkugeirans.