گیاهان زمانی که زمین ۵۶ میلیون سال پیش گرم شد، دیگر رشد نمیکردند
حدود ۵۶ میلیون سال پیش، زمین ناگهان بسیار گرم شد. طی تقریباً ۵۰۰۰ سال، مقدار کربن در جو بهطور چشمگیری افزایش یافت و دماهای جهانی حدود ۶ °C بالا رفت.
همانطور که در پژوهش جدیدی که در Nature Communications منتشر شد نشان میدهیم، یک پیامد این بود که بسیاری از گیاهان جهان دیگر نتوانستند بهخوبی رشد کنند.
در نتیجه، جذب کربن کمتری از جو داشتند که شاید به یک نکته جالب دیگر درباره این موج گرمایی پیشدورهای سیارهای کمک کرده باشد: این دوره بیش از ۱۰۰ ۰۰۰ سال ادامه یافت.
مقاله مرتبط: زمین ۲۵۰ میلیون سال پیش بهیک گرمخانه تبدیل شد و ما سرانجام دلیل آن را شناختیم
امروزه، زمین تقریباً دهبرابر سریعتر از زمانی که ۵۶ میلیون سال پیش گرم شد، گرم میشود؛ این امر ممکن است سازگاری گیاهان امروزی را حتی دشوارتر سازد.
بازگشت به ۵۶ میلیون سال پیش
گیاهان میتوانند از طریق فرایندی بهنام جذب کربن به تنظیم اقلیم کمک کنند. این فرایند شامل جذب دیاکسید کربن از هوا بهوسیله فتوسنتز و ذخیره آن در برگها، چوب و ریشههاست.
اما گرم شدن ناگهانی جهانی میتواند بهطور موقت این عملکرد تنظیمی را تحتتأثیر قرار دهد.
بررسی واکنش پوشش گیاهی زمین به رویداد گرمشدن سریع جهانی حدود ۵۶ میلیون سال پیش – که بهصورت رسمی بهعنوان اوج حرارتی پلئوسن‑اوئوسن (یا PETM) شناخته میشود – کار آسانی نیست.
برای این منظور، یک مدل کامپیوتری توسعه دادیم که تکامل، پراکندگی و چرخه کربن گیاهان را شبیهسازی میکند. خروجیهای مدل را با دادههای گردههای فسیلی و ویژگیهای گیاهی از سه مکان مقایسه کردیم تا تغییرات پوشش گیاهی مانند ارتفاع، وزن برگ و ریزشپذیری را در طول دوره گرمشدن بازسازی کنیم.
این سه مکان شامل حوضهٔ بیهورن در ایالات متحده، دریای شمال و دایرهٔ قطبی هستند.
تحقیقات خود را بر روی گردههای فسیلی متمرکز کردیم، چرا که ویژگیهای منحصربهفردی دارند.
اولاً، گردهها بهصورت فراوان تولید میشوند. دوم، آنها بهوسیله جریانهای هوایی و آبی بهصورت گستردهای جابهجا میشوند. سوم، ساختاری مقاوم دارند که در برابر فساد مقاومت میکند و این امکان را میدهد که در سازندهای زمینشناسی باستانی بهخوبی حفظ شوند.
تغییری در پوشش گیاهی
در مناطق میانی عرض جغرافیایی، از جمله حوضهٔ بیهورن – که درهای عمیق و گسترده در میان کوههای شمالی راکی است – شواهد نشان میدهند که پوشش گیاهی توانایی کمتری در تنظیم اقلیم داشته است.
دادههای گرده نشاندهندهٔ تغییر به سمت گیاهان کوچکتر نظیر نخلها و سرخسها هستند. جرم برگ بهازای سطح (معیاری برای چگالی و ضخامت برگ) نیز با کاهش درختان ریزشپذیر افزایش یافت. خاکهای فسیلی نشانگر کاهش سطح کربن آلی خاک هستند.
این دادهها نشان میدهند گیاهان کوچک و مقاوم به خشکی، از جمله نخلها، در این محیط رونق یافتند چون میتوانستند با گرمایش همراه شوند. اما این گونهها توان ذخیرهسازی کربن در زیستتوده و خاکها را کاهش دادند.
در مقابل، منطقهٔ قطبی آرکتیک پس از گرم شدن نمایانگر افزایش ارتفاع و زیستتوده گیاهی بود. دادههای گرده نشان میدهند که جنگلهای مخروطی با گونههای باتلحقیقی آبگیر جایگزین شدند و برخی گیاهان نیمهگرمسیری همچون نخلها نیز ادامه یافتند.
مدل و دادهها نشان میدهند که مناطق با عرض جغرافیایی بالا میتوانند سازگار شوند و حتی بهرهوری را (یعنی جذب و ذخیره دیاکسید کربن) در اقلیم گرمتر افزایش دهند.
نگاهی به آینده
اختلال پوشش گیاهی در دورهٔ PETM ممکن است بهدلیل کاهش توانایی گیاهان و خاکها در جذب و ذخیرهٔ کربن، جذب کربن زمینی را بهمدت ۷۰٬۰۰۰ تا ۱۰۰٬۰۰۰ سال کاهش داده باشد.
تحقیقات ما نشان میدهد که پوشش گیاهی با توانایی بیشتر در تنظیم اقلیم، زمان زیادی برای بازپروری نیاز داشته و این امر به طولانی شدن دورهٔ گرمشدن کمک کرده است.
مقاله مرتبط: آموبای آتشین افراطی رکورد تحمل حرارت را شکست
گرمایش جهانی بیش از ۴ °C توانایی سازگاری پوشش گیاهی میانهعرض جغرافیایی را در دورهٔ PETM پشت سر گذاشت. گرم شدن ناشی از انسان اکنون دهبرابر سریعتر رخ میدهد که زمان سازگاری را بیشتر محدود میکند.
رویدادهای رخداده در زمین ۵۶ میلیون سال پیش ضرورت درک ظرفیت سامانههای زیستی برای همراهی با تغییرات سریع اقلیمی و حفظ جذب مؤثر کربن را نشان میدهد.
ورا کوراسیدیس، مدرس علوم زمین محیطی، دانشگاه ملبورن؛ جولین راگر، همکار پژوهشی ارشد، مدرسهٔ علوم جغرافیایی، دانشگاه بریستول
این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقالهٔ اصلی را بخوانید.