A fosszilis növények és az ősi éghajlatváltozás közötti összefüggések vizsgálata érdekében, és potenciálisan segítsék a tudósokat abban, hogy új betekintést nyerjenek a mai éghajlatváltozásba, a Johns Hopkins Egyetem és a Kaliforniai Berkeley Egyetem kutatói a fosszilis növények következő kutatási eredményeihez fordultak. -kin: kortárs növények.
A szerzők 176 mai növényfajra vonatkozó adatok tanulmányozása során bizonyítékot találtak arra vonatkozóan, hogy a fosszilis növények segíthetnek a tudósoknak a több százmillió évvel ezelőtti légkör szénforrásának meghatározásában, ami hasznos betekintést nyújt a ősi klímák. A közelmúltban a "Paleobiology" című folyóiratban publikált eredményeik azonban megkérdőjelezik a fosszilis növények és a történelem előtti légkör szénszintje közötti közvetlenebb kapcsolatot.
"Egyébként szem előtt kell tartanunk, hogy ezek az ősi organizmusok saját ökológiai programjuk szerint működtek" - mondja Hope Jahren, a Johns Hopkins Föld- és bolygótudományok adjunktusa és a cikk szerzője. "Azonban még mindig nagyon sok értelme van – csak a növény szemszögéből kell keresnünk."
Jahren és a többi szerző 44, más tudósok által végzett modern növénytanulmány adatait elemezte. Kiválasztották a C3-as növények tanulmányait, amelyek a Földön jelenleg és az elmúlt négyszázmillió évben a legelterjedtebb növénytípus. A C3 növények közé tartozik az összes fa és néhány fű.
A tudósok ígéretes kapcsolatot találtak a levegőben és a növényekben található szénizotópok aránya között. Az izotópok olyan elemek, amelyek csak egy vagy több neutronként ismert szubatomi részecske hozzáadásával különböznek egymástól. Ugyanazon elem különböző izotópjai, amelyeket az elem neve után egy szám azonosít, eltérő fizikai tulajdonságokkal rendelkezhetnek.
A növények a szén-dioxidban kötött szén-13-as és 12-es izotópokat egyaránt elnyelik a légkörből. Ahogy a növény a szenet a sztómákból olyan helyekre mozgatja, ahol fel van készítve a fotoszintézisben való használatra, a neutronnal nehezebb szén 13 lassabban mozog, elválasztva a két izotópot.
A 13-as szén és a 12-es szén arányát figyelembe véve a tudósok azt találták, hogy néhány matematikai számítás pontos képet ad a légkörben található izotópok arányáról. A korreláció gyengébb száraz és sivatagi környezetben, valamint füves területeken, de Jahren szerint még mindig potenciálisan hasznos eszköz.
"Bár ez nem ad általános értéket a légkörben lévő CO2 mennyiségére vonatkozóan, erős benyomást ad a szénciklus mindenkori állapotáról" - magyarázza Jahren. „A státusz alatt azt értem, hogy mely szénkészletek járulnak hozzá, melyek nem, történtek-e drámai változások, és mely készletek lehetnek érintettek ezekben a drámai változásokban."
A környezetben számos széntároló szénizotópok egyedülálló keverékéből áll. Jahren laboratóriuma például olyan bizonyítékokat talált, amelyeket most publikálnak, amelyek arra utalnak, hogy 115 millió évvel ezelőtt szén került a környezetbe klatrátokból, az óceánok fenekén lévő metánlerakódásokból.
"Ez egy hatalmas széntározó, amelyben az emberi időkben nem tapaszt altunk drámai változást, de ezen eszközök révén a geológiai időn átívelő szénkörforgás egyik fő szereplőjeként azonosíthatjuk" - jegyzi meg. "Ez egy finomabb kérdés, mint hogy mennyi CO2 van a légkörben, de közelebb áll ahhoz, amit tudni akarunk arról, hogy a szén hogyan lakja be a Föld kémiai szféráit, és hogyan befolyásolja az éghajlatot."
A növényekre és környezetükre vonatkozó adatok számos olyan tényezőt tártak fel, amelyek megzavarhatják a légkör és az üzem szén-dioxid-szintje közötti kapcsolatot.
"A víz jó példa. A növények a felszínükön lévő sztómáknak nevezett nyílásokon keresztül szívják fel a szenet a légkörből” – mondja Jahren. „De a víz is így kerül ki a növényből. Ha a légkörben alacsony a páratartalom, a sztómákban lévő víz természetesen fel- és kipárolog, és a növények bezárják sztómáikat, hogy ezt megakadályozzák, csökkentve a szénfelvételt."
Ez a felfedezés nem okozott túl nagy csalódást, jegyzi meg Jahren, mert a száraz környezet általában nem hoz létre növényi kövületeket. De más, a kövületképződő környezetben gyakoribb jelenségek is megváltoztatják a szénbevitelt, beleértve a talaj sótartalmát, a fényszintet, a szélsőséges hőmérsékleteket és a páratartalmat.
Bár előfordulhat, hogy egyes fajok kevésbé változó légköri szénfelvételt mutatnak, az eredmények erősen arra utalnak, hogy a növények összetétele általában nem tükrözi a légkör széntartalmát.
A tanulmány vezető szerzője Nan Crystal Arens, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem integratív biológiájának adjunktusa volt. Ronald Amundson, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem talajtudományi professzora szintén szerző volt.
