Это открытие, о котором кратко рассказывает Nature News со ссылкой на публикацию шведских специалистов в Science, важно не только специалистам по лесным экосистемам.
Привычные большинству наших читателей леса средней полосы покрывают примерно 11% суши и при этом их почва содержит около 16% почвенного же углерода. Количество углерода в почвах планеты, в свою очередь, вдвое превышает количество углерода в атмосфере, так что даже небольшие неточности в моделях лесных экосистем могут привести к серьезным ошибкам при оценке темпов глобального потепления.
Глобальное потепление — это едва ли не самая серьезная проблема, которая стоит перед человечеством. С недостатком продовольствия на фоне быстрого роста населения человечество уже в общем-то справилось: рождаемость в большинстве стран понизилась, а собираемые урожаи выросли, массовый голод с гибелью людей от недоедания остался уделом разве что совсем уж неблагополучных регионов. Мы уже знаем, как прокормить всех и потому проблема голода отошла на второй план. Сложнее обстоит дело с обеспечением всей планете того же уровня жизни, к которому привыкли жители Европы или США, но и эта задача в принципе решаема. Вопросы благосостояния скорее политические, а не технические или научные — в отличие от вопроса климатических изменений.
Вся современная технологическая цивилизация основана на сжигании углеводородов. Даже отказавшись от личного автотранспорта и собравшись всем в домах-муравейниках с минимумом удобств, мы снизим наши выбросы углекислого газа в лучшем случае на треть — что с учетом развития Африки и Азии в итоге даже не позволит остановить рост выбросов в планетарном масштабе. Хорошо, если самые пессимистичные оценки роста температур окажутся завышенными, а если нет? Пока что ученые могут однозначно говорить о том, что потепление происходит, но вот более-менее точный прогноз в градусах за столетие уже требует знаний, которых катастрофически не хватает.
Например, до сих пор неясны все детали круговорота углерода. Для полноты картины исследователям нужно знать и то, как ведет себя вода в мантии планеты (это позволит оценить вулканические выбросы и понять климатические циклы геологических масштабов), и то, куда девается поглощенный из атмосферы листьями растений углекислый газ.
Листья, которые каждую осень опадают на землю, потом гниют и возвращают часть углерода обратно — насколько велика эта часть? А те, что уже перепрели и оказались в почве — через какое время процесс выделения углекислого газа прекратится окончательно и сколько в итоге уйдет в осадочные породы? Отчасти от такой информации зависит наше будущее.
Группа шведских ученых изучала поглощение углерода на покрытых деревьями островах в озерах у самого Полярного круга (то есть примерно в условиях нашей Карелии) и с удивлением обнаружила заметный разброс показаний. На небольших островках размером с садовый участок (меньше 10 соток) каждый квадратный метр за сто лет накопил примерно 22,5 кг углерода, а вот деревья с островов побольше перенесли в почву за то же время всего 6,2 кг.
Когда биологи стали разбираться в причинах таких различий, они пришли к выводу, который уже вышел далеко за рамки простого описания одной локальной экосистемы — выяснилось, что эта разница обусловлена корнями и симбиотическими грибами. О них знали и раньше, но даже не предполагали того, что эта подземная часть леса способна настолько сильно влиять на углеродный круговорот.
По оценкам ученых, корни и грибы дают вклад, равный 70% от общего поглощения углерода лесом. Палая листва и стволы деревьев на этом фоне не столь уж и много. И сейчас перед исследователями встает другой вопрос — а как повлияют уже начавшиеся климатические изменения на способность лесной почвы фиксировать углерод?
Если рост температур и концентрации CO2 увеличит активность микробов, то бактерии могут выделить в атмосферу больше углекислого газа; тогда можно говорить о том, что глобальное потепление ускоряет само себя.
Но если сильнее начнут расти корни, а деревья переживут изменение климата, то поглощение углекислого газа пойдет активнее и это уже отрицательная обратная связь — глобальное потепление само себя сдерживает; этот вариант для человечества, конечно, предпочтительней. Чем быстрее мы сумеем разобраться во всех деталях, тем точнее будут прогнозы и тем лучше можно будет спланировать свои действия.
Можно ли будет ограничиться локальными мерами вроде перехода на засухоустойчивые сорта маиса или же реальностью станет мир с полным запретом личного автотранспорта и без пассажирских авиаперевозок — мы узнаем после того, как соберем информацию о круговороте углерода, физике атмосферы и полярных ледяных шапках.