تكافح الأشجار لعزل ثاني أكسيد الكربون الذي يحبس الحرارة في المناخات الأكثر دفئًا وجفافًا، مما يعني أنها قد لا تكون بمثابة حل لتعويض البصمة الكربونية للإنسانية مع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب، وفقًا لدراسة جديدة، نشر تفاصيلها موقع scitechdaily.
وقال ماكس لويد، أستاذ أبحاث مساعد في علوم الأرض في ولاية بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences: "لقد وجدنا أن الأشجار في المناخات الأكثر دفئا وجفافا تسعل بدلا من التنفس. إنهم يرسلون ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي بشكل أكبر بكثير من الأشجار في ظروف أكثر برودة ورطوبة".
إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي
ومن خلال عملية التمثيل الضوئي، تقوم الأشجار بإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لإنتاج نمو جديد. ومع ذلك، في ظل الظروف العصيبة، تطلق الأشجار ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، وهي عملية تسمى التنفس الضوئي.
وأثبت فريق البحث، من خلال تحليل مجموعة بيانات عالمية لأنسجة الأشجار، أن معدل التنفس الضوئي يصل إلى مرتين أعلى في المناخات الأكثر دفئًا، خاصة عندما تكون المياه محدودة. ووجدوا أن عتبة هذه الاستجابة في المناخات شبه الاستوائية تبدأ في تجاوزها عندما يتجاوز متوسط درجات الحرارة أثناء النهار حوالي 68 درجة فهرنهايت وتتفاقم مع ارتفاع درجات الحرارة أكثر.
الدور المعقد للنباتات في التكيف مع المناخ
وتؤدي النتائج إلى تعقيد الاعتقاد السائد حول دور النباتات في المساعدة على سحب الكربون من الغلاف الجوي أو استخدامه، مما يوفر رؤية جديدة حول كيفية تكيف النباتات مع تغير المناخ.
والأهم من ذلك، لاحظ الباحثون أنه مع ارتفاع درجة حرارة المناخ، أظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن النباتات قد تكون أقل قدرة على سحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي واستيعاب الكربون الضروري لمساعدة الكوكب على التبريد.
وأوضح لويد: "لقد أفقدنا توازن هذه الدورة الأساسية. النباتات والمناخ مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. إن أكبر عملية سحب لثاني أكسيد الكربون من غلافنا الجوي هي الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. إنه مفتاح كبير لتكوين الغلاف الجوي، وهذا يعني أن التغييرات الصغيرة لها تأثير كبير"، على ما قال.
وأضاف لويد أن النباتات تمتص حاليًا ما يقدر بنحو 25% من ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية كل عام، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، ولكن من المرجح أن تنخفض هذه النسبة في المستقبل مع ارتفاع درجة حرارة المناخ، خاصة إذا ندرت المياه.
وتابع: "عندما نفكر في العقود المستقبلية للمناخ، نتوقع أن يرتفع ثاني أكسيد الكربون، وهو أمر جيد من الناحية النظرية للنباتات لأن هذه هي الجزيئات التي تتنفسها".
واكتشف الباحثون في الدراسة أن التباين في وفرة نظائر معينة لجزء من الخشب يسمى مجموعات الميثوكسيل يعمل بمثابة تتبع للتنفس الضوئي في الأشجار.
وأوضح لويد أنه يمكنك التفكير في النظائر كأنواع مختلفة من الذرات. تمامًا كما قد يكون لديك نسخ من الآيس كريم بالفانيليا والشوكولاتة، يمكن أن تحتوي الذرات على نظائر مختلفة لها "نكهاتها" الفريدة بسبب الاختلافات في كتلتها.
عينات خشبية
وقام الفريق بدراسة مستويات "نكهة" نظير الميثوكسيل في عينات خشبية من حوالي ثلاثين عينة من الأشجار من مجموعة متنوعة من المناخات والظروف في جميع أنحاء العالم لمراقبة الاتجاهات في التنفس الضوئي. جاءت العينات من أرشيف جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الذي يحتوي على مئات عينات الخشب التي تم جمعها في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين.
وقال لويد: "تم استخدام قاعدة البيانات في الأصل لتدريب الغابات على كيفية التعرف على الأشجار من أماكن مختلفة حول العالم، لذلك قمنا بإعادة توظيفها لإعادة بناء هذه الغابات بشكل أساسي لمعرفة مدى امتصاصها لثاني أكسيد الكربون".
وحتى الآن، لا يمكن قياس معدلات التنفس الضوئي إلا في الوقت الفعلي باستخدام النباتات الحية أو العينات الميتة المحفوظة جيدًا والتي احتفظت بالكربوهيدرات الهيكلية، مما يعني أنه كان من المستحيل تقريبًا دراسة المعدل الذي تسحب به النباتات الكربون على نطاق واسع أو في الماضي.
اقرأ أيضاً:
موارد المياه في السعودية.. أنواعها وتصنيفاتها
كيف وصلت المياه إلى كوكب الأرض؟.. نظريات العلماء تحاول حل اللغز
اليوم الدولي للغابات.. مستقبل حرائق الغابات.. ما الذي ينتظرنا؟
