Це означає, що кліматичні моделі, які передбачали майбутнє нашої планети, досить грубо уявляли собі кругообіг вуглецю в природі – отже, реальне майбутнє може серйозно відрізнятися від їх прогнозів.
Досі вчені вважали, що загальна біопродуктивність на Землі – близько 120 мільярдів тонн в перерахунку на сухий вуглець (тобто за вирахуванням води і всіх не вуглецевих атомів в біологічних молекулах). Майже весь цей вуглець береться з атмосферного вуглекислого газу. Віднімаючи з цієї кількості вуглець, що виділяється з грунту внаслідок розпаду органічних останків (87 мільярдів тонн на рік), отримували кількість вуглецю, пов’язаного біосферою на рік (близько — 33 мільярди тонн на рік). Виходячи з цього параметра оцінювалася швидкість зростання концентрації CO2 в земній атмосфері.
Однак тепер виявилося, що розрахунки неточні: швидше за все, справа в недооцінці земної біопродуктивності сучасними методами спостережень. Відповідна стаття опублікована в Nature Communications.
Відповіді на багато базових питань, що стосуються земної біосфери, досі не завжди відомі вченим. Наприклад, тільки в 2018 році стало відомо, що площа лісів не скорочується, а, навпаки, зростає. Настільки ж недавно стало відомо, що площа, випалювана пожежами у світі, не збільшується, а зменшується. Обидва ці відкриття були зроблені завдяки супутниковим спостереженням: з землі коректно оцінити площу лісів або пожеж практично неможливо — «велике бачиться на відстані».
Однак у супутникових спостережень теж є обмеження. Наприклад, їх знімки відрізняють ліс від поля або савани цілком надійно, але не дозволяють точно зрозуміти, яка конкретна біопродуктивність — в тоннах на гектар — того чи іншого лісу або будь-якого іншого біома. Щоб з’ясувати їх, зазвичай беруть “зразкову” ділянку, оцінюють біомасу на ньому, а потім множать площу таких екосистем на всю відому за супутниковими спостереженнями, отримуючи глобальну оцінку біомаси для біоценозів такого типу.
Ясно, що при такій методиці можливі помилки. Оцінити викиди вуглекислого газу з грунту – від розкладання органічних залишків в ній – не простіше: приводів для помилок ще більше. Але досі не було розуміння масштабів подібних неточностей.
Автори нової роботи спробували звірити ці дві оцінки: вуглецю, що поглинається рослинами, і вуглецю, що викидається грунтом. Річ у тім, що є конкретні оцінки по тому, яка кількість вуглецю може викидати ділянку грунту з тією чи іншою біопродуктивністю, — і ці дані отримані на ділянках з контрольованими умовами, тобто повинні бути відносно надійні. Тобто завдяки ним можна перевірити, наскільки стикуються між собою оцінки світової біопродуктивності наземних екосистем і оцінки викидів вуглекислого газу світовими грунтами.
Нові оцінки за таким методом показали, що реальна біопродуктивність на планеті — 149 мільярдів тонн на рік, а не 120 мільярдів тонн, як вважали раніше. Викиди вуглецю ґрунтом при цьому – 68 мільярдів тонн на рік, а не 87 мільярдів. Постає питання: в чому причини таких систематичних помилок?
Для викидів вуглекислого газу грунтом це не так складно зрозуміти. Більшість вимірювань таких викидів ведуть на малому числі ділянок, причому не цілий рік або хоча б цілодобово, а по вимірах протягом лічених годин денного часу — коли вченим зручно такі виміри робити. Природно, це може давати серйозні помилки.
За біопродуктивність джерелом помилок може бути недооблік супутниками ряду важливих факторів. Наприклад, з них важко оцінити розвиток підліску в лісах з зімкнутими кронами – не враховуючи його біомасу, легко отримати помилку. Крім того, зазначають автори роботи, супутникові знімки не здатні ефективно врахувати довготривалий стимулюючий вплив на рослинність антропогенного вуглекислого газу. Варто нагадати: у міру зростання його концентрації біомаса рослини росте помітно швидше, ніж площа листя, оскільки рослинам стає простіше добувати вуглекислий газ через продихи в листі.
Робота може вказувати на те, що біосфера пов’язує антропогенні викиди вуглекислого газу швидше, ніж вважалося. Отже, внесок у це зв’язування не біогенних факторів – наприклад, поглинання СО2 морською водою або гірськими породами – може бути не настільки великим, як ми думали.
Однак найцікавіша частина дослідження все ж в іншому: виходить, земне життя до недавніх пір серйозно недооцінювали по біопродуктивності.