В июле 1945 года США во время испытания “Тринити” взорвали первую плутониевую бомбу. Это положило начало десятилетиям испытаний ядерного оружия, особенно в 1950-х и начале 1960-х годов. Каждый взрыв выбрасывал в атмосферу Земли большой выброс радиоактивного углерода. Затем радиоуглерод от бомбы присоединился к углеродному циклу Земли.
Этот факт стал научным дополнением к испытаниям бомбы: всплески радиоуглерода, циркулирующие по системе Земли, как поняли ученые, были очень похожи на импульсы радиоактивных медицинских индикаторов, проходящих через человеческое тело. Они предоставили ученым уникальную возможность следить за углеродом, анализируя, где и как долго он накапливался и выделялся по всему земному шару.
Эта информация сейчас имеет решающее значение. Поскольку климат нагревается из—за накопления углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, существует острая необходимость понять, как долго биосфера Земли, включая ее растения и почву, сможет поглощать часть этого углерода, говорит Хизер Грейвен, специалист по атмосфере из Имперского колледжа Лондона.
Согласно современным компьютерным моделям климата, на растительность и почвы Земли приходится около 30 процентов антропогенных выбросов углекислого газа. Грейвен и ее коллег это заинтересовало. “Нам было интересно посмотреть на модели биосферы и на то, насколько хорошо они отражают радиоуглерод, полученный при испытаниях бомбы”, - говорит она.
В новом исследовании Грейвен и ее коллеги сосредоточились на коротком промежутке времени, с 1963 по 1967 год, в течение которого не было никаких испытаний бомб. Это означало отсутствие новых импульсов, которые могли бы запутать данные, — только радиоуглеродные импульсы, уже проходящие через систему. Команда также сосредоточилась только на части накопления углерода, связанной с ростом растений.
Команда начала с переоценки того, сколько углерода-14, по оценкам, попало в верхние слои атмосферы в результате испытаний бомбы, и сколько за это время переместилось в нижние слои атмосферы и в океаны. Для этого исследователи обновили предыдущие оценки данными по углероду-14, собранными самолетами, стратосферными аэростатами и океанскими буями. Исходя из этого, они подсчитали, сколько углерода-14 должно было попасть в биосферу. Затем команда сравнила спутниковые наблюдения за накоплением углерода в живой растительности с компьютерным моделированием того, где углерод накапливается в растениях.
Результаты оказались поразительными, говорит Грейвен. Они обнаружили, что большинство современных компьютерных симуляций растительности и климата недооценивают скорость роста растений. Текущие модели предполагают, что растения поглощают от 43 до 76 триллионов килограммов углерода каждый год; новое исследование увеличивает этот показатель по меньшей мере до 80 триллионов — возможно, вдвое больше.
Это звучит как хорошая новость, когда речь заходит о надеждах на накопление избытка углерода в результате деятельности человека в биосфере. Но, как обнаружила команда, есть и обратная сторона. Радиоуглеродный анализ бомб также показал, что в короткоживущей биомассе, такой как листья и тонкие корни, накапливается больше углерода, чем считалось ранее. Эти ткани гораздо более уязвимы к деградации, при которой углерод выбрасывается обратно в атмосферу, чем ткани с более долгим сроком службы, такие как стебли и более крупные корни.
“Углерод, поступающий в растения сейчас, не будет оставаться там так долго, как мы думали”, - говорит Грейвен. И это, по ее словам, еще раз подчеркивает, насколько важно ограничить выбросы ископаемого топлива. “Существует предел того, сколько мы можем накапливать в растительности”.
Что эти результаты означают для будущих прогнозов климата и как наилучшим образом включить роль растительности в эти модели, пока не ясно, говорит Лиза Уэлп, биогеохимик из Университета Пердью в Уэст-Лафайетте, штат Индиана, которая не участвовала в исследовании. Но, по ее словам, они действительно подрывают уверенность в том, насколько хорошо климатические модели смогут имитировать эту роль.
Поставь лайк, мне будет приятно!