تويت
أظهر علماء قلقهم من إن غاباتنا والأنظمة البيئية الأخرى تمتص اليوم قرابة 30٪ من تلوث ثاني أكسيد الكربون CO2 الناتج عن النشاطات البشرية، لكن مصارف ثاني أكسيد الكربون الطبيعية هذه قد تتحول إلى مصادر له بعد عدة عقود، ما يفتح جبهة شاقة جديدة في الصراع ضد تغير المناخ. يصف المناخيون الحائرون CO2 غالبًا بطعام النبات، فهم يظنون أن ازدياد انبعاثات الغازات الدفيئة سيعوضه زيادة هائلة في نمو النباتات.
لكن الدراسة الجديدة تظهر أنه بعد عتبة معينة لدرجة الحرارة -تختلف حسب المنطقة والأنواع المتأثرة- تنخفض قدرة النباتات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون.
وحسب تقرير قدمه الباحثون هذا الأسبوع لمجلة Science Advances، فإنه في ظل أنماط انبعاثات الغازات الدفيئة الحالية، قد يبدأ نصف قطاع النباتات في الأرض بإطلاق الكربون في الغلاف الجوي بسرعةٍ أكبر من سحبه بحلول نهاية القرن الحالي.
وجد فريق من الباحثين بقيادة كاثرين دافي من جامعة شمال أريزونا أن الأنظمة البيئية وخاصةً الغابات الاستوائية والشمالية، التي تخزن معظم ثاني أكسيد الكربون، قد تفقد ما يزيد عن 45٪ من قدرتها على امتصاص الكربون بحلول منتصف القرن.
وقالوا في دراستهم: «درجات الحرارة المرتفعة المتوقعة المترافقة مع زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون قد تقلل امتصاص الأرض له».
لم تستند الدراسة إلى نمذجة خاصة، بل إلى بيانات جُمعت في السنوات الخمس والعشرين الماضية.
حذر العلماء أن عدم أخذ الدراسة في الحسبان يعد مبالغة فادحة في الدور الذي تلعبه النباتات في تقليل الاحتباس الحراري.
«إن نقطة التحول في درجة حرارة الغلاف الحيوي الأرضي لا تقبع عند نهاية القرن أو ما بعد ذلك، بل في غضون عشرين إلى ثلاثين سنة قادمة».
المفتاح لفهم آلية حدوث ذلك هو الفرق بين التركيب الضوئي والتنفس: عمليتان كيميائيتان أساسيتان للحياة النباتية تستجيبان باختلاف ارتفاع درجات الحرارة.
باستخدام الطاقة من ضوء الشمس، تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون بأوراقها والمياه من التربة، فينتج السكر الذي يساعد على النمو وإطلاق الأكسجين في الهواء.
هذا هو التركيب الضوئي، الذي يحدث فقط بوجود ضوء النهار.
على عكس ذلك، فإن نقل الطاقة إلى الخلايا يحدث بمساعدة عملية التنفس وطرح ثاني أكسيد الكربون بصفته فضلات، وهذه العملية مستمرة على مدار الساعة.
نقاط التحول
لمعرفة هل ثمة درجة حرارة تمتص بعدها الأنظمة البيئية البرية كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون، قامت دافي وفريقها بتحليل سجلات من شبكة مراقبة عالمية تسمى فلكس نت-FLUXNET تمتد من عام 1991 إلى 2015.
تتابع FLUXNET في المرتبة الأولى انتقال ثاني أكسيد الكربون بين النظم البيئية والغلاف الجوي.
وجد الفريق أن التركيب الضوئي يبلغ ذروته عند درجات حرارة معينة تختلف تبعًا لنوع النبات وينخفض بعد ذلك.
ومع ذلك، تستمر معدلات التنفس في جميع الأنظمة البيئية في التزايد دون أن تصل إلى أي عتبة.
حسب الدراسة: «عند درجات الحرارة العالية، تستمر معدلات التنفس في التزايد على عكس عملية التركيب الضوئي التي تتناقص بحدة».
فإذا بقي التلوث الكربوني على ما عليه، قد نشهد انخفاض امتصاص الكربون إلى النصف بحلول عام 2040.
ختم الباحثون: «نسير بسرعة فائقة نحو أنظمة حرارية، تنخفض فيها فعالية الغلاف الحيوي بحدة، ما يدعو إلى التساؤل حول مستقبل مصارف الكربون».
يدعونا هذا البحث أيضًا للتساؤل حول صلاحية الالتزامات الوطنية ضمن اتفاقية باريس، المعروفة باسم المساهمات المقررة وطنيًا NDCs، التي تهدف إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة.
وأشار الباحثون إلى أن هذه التعهدات تعتمد بشدة على المحافظة على امتصاص الكربون للوفاء بها.
تشير الدراسة إلى أن وضع حد للاحتباس الحراري العالمي بقيمة درجتين مئويتين فوق قيمة ما قبل الصناعة، الذي يعد الهدف الأساسي لاتفاقية باريس للمناخ لعام 2015، يسمح بمستويات قريبة من المستويات الحالية من إنتاجية الغلاف الحيوي، ما يحافظ على غالبية امتصاص الأرض للكربون.
ارتفعت حرارة الأرض بمقدار 1.1 درجة مئوية إلى الآن، ومن المتوقع أن تزداد بمقدار درجتين إلى ثلاث درجات بحلول نهاية القرن ما لم يحصل انخفاض كبير وسريع في الانبعاثات.
في عام 2019، كان مقدار ما يُدمر من الأشجار الأولية القديمة ما يعادل ملعب كرة قدم في المناطق الاستوائية كل ست ثوانٍ، قرابة 38000 كيلومتر مربع، وذلك وفقًا لبيانات الأقمار الصناعية.
لكن الدراسة الجديدة تظهر أنه بعد عتبة معينة لدرجة الحرارة -تختلف حسب المنطقة والأنواع المتأثرة- تنخفض قدرة النباتات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون.
وحسب تقرير قدمه الباحثون هذا الأسبوع لمجلة Science Advances، فإنه في ظل أنماط انبعاثات الغازات الدفيئة الحالية، قد يبدأ نصف قطاع النباتات في الأرض بإطلاق الكربون في الغلاف الجوي بسرعةٍ أكبر من سحبه بحلول نهاية القرن الحالي.
وجد فريق من الباحثين بقيادة كاثرين دافي من جامعة شمال أريزونا أن الأنظمة البيئية وخاصةً الغابات الاستوائية والشمالية، التي تخزن معظم ثاني أكسيد الكربون، قد تفقد ما يزيد عن 45٪ من قدرتها على امتصاص الكربون بحلول منتصف القرن.
وقالوا في دراستهم: «درجات الحرارة المرتفعة المتوقعة المترافقة مع زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون قد تقلل امتصاص الأرض له».
لم تستند الدراسة إلى نمذجة خاصة، بل إلى بيانات جُمعت في السنوات الخمس والعشرين الماضية.
حذر العلماء أن عدم أخذ الدراسة في الحسبان يعد مبالغة فادحة في الدور الذي تلعبه النباتات في تقليل الاحتباس الحراري.
«إن نقطة التحول في درجة حرارة الغلاف الحيوي الأرضي لا تقبع عند نهاية القرن أو ما بعد ذلك، بل في غضون عشرين إلى ثلاثين سنة قادمة».
المفتاح لفهم آلية حدوث ذلك هو الفرق بين التركيب الضوئي والتنفس: عمليتان كيميائيتان أساسيتان للحياة النباتية تستجيبان باختلاف ارتفاع درجات الحرارة.
باستخدام الطاقة من ضوء الشمس، تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون بأوراقها والمياه من التربة، فينتج السكر الذي يساعد على النمو وإطلاق الأكسجين في الهواء.
هذا هو التركيب الضوئي، الذي يحدث فقط بوجود ضوء النهار.
على عكس ذلك، فإن نقل الطاقة إلى الخلايا يحدث بمساعدة عملية التنفس وطرح ثاني أكسيد الكربون بصفته فضلات، وهذه العملية مستمرة على مدار الساعة.
نقاط التحول
لمعرفة هل ثمة درجة حرارة تمتص بعدها الأنظمة البيئية البرية كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون، قامت دافي وفريقها بتحليل سجلات من شبكة مراقبة عالمية تسمى فلكس نت-FLUXNET تمتد من عام 1991 إلى 2015.
تتابع FLUXNET في المرتبة الأولى انتقال ثاني أكسيد الكربون بين النظم البيئية والغلاف الجوي.
وجد الفريق أن التركيب الضوئي يبلغ ذروته عند درجات حرارة معينة تختلف تبعًا لنوع النبات وينخفض بعد ذلك.
ومع ذلك، تستمر معدلات التنفس في جميع الأنظمة البيئية في التزايد دون أن تصل إلى أي عتبة.
حسب الدراسة: «عند درجات الحرارة العالية، تستمر معدلات التنفس في التزايد على عكس عملية التركيب الضوئي التي تتناقص بحدة».
فإذا بقي التلوث الكربوني على ما عليه، قد نشهد انخفاض امتصاص الكربون إلى النصف بحلول عام 2040.
ختم الباحثون: «نسير بسرعة فائقة نحو أنظمة حرارية، تنخفض فيها فعالية الغلاف الحيوي بحدة، ما يدعو إلى التساؤل حول مستقبل مصارف الكربون».
يدعونا هذا البحث أيضًا للتساؤل حول صلاحية الالتزامات الوطنية ضمن اتفاقية باريس، المعروفة باسم المساهمات المقررة وطنيًا NDCs، التي تهدف إلى تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة.
وأشار الباحثون إلى أن هذه التعهدات تعتمد بشدة على المحافظة على امتصاص الكربون للوفاء بها.
تشير الدراسة إلى أن وضع حد للاحتباس الحراري العالمي بقيمة درجتين مئويتين فوق قيمة ما قبل الصناعة، الذي يعد الهدف الأساسي لاتفاقية باريس للمناخ لعام 2015، يسمح بمستويات قريبة من المستويات الحالية من إنتاجية الغلاف الحيوي، ما يحافظ على غالبية امتصاص الأرض للكربون.
ارتفعت حرارة الأرض بمقدار 1.1 درجة مئوية إلى الآن، ومن المتوقع أن تزداد بمقدار درجتين إلى ثلاث درجات بحلول نهاية القرن ما لم يحصل انخفاض كبير وسريع في الانبعاثات.
في عام 2019، كان مقدار ما يُدمر من الأشجار الأولية القديمة ما يعادل ملعب كرة قدم في المناطق الاستوائية كل ست ثوانٍ، قرابة 38000 كيلومتر مربع، وذلك وفقًا لبيانات الأقمار الصناعية.