Глобальное потепление: роль растений пересматривается

В дискуссиях о причинах глобальных изменений климата отмечен новый поворот. Суть проблемы: действительно ли растения выделяют в атмосферу метан в количествах, которые способны усугубить антропогенное потепление климата?

По мнению Франка Кепплера (Frank Keppler) из института Макса Планка (Германия) и Томаса Рокманна (Thomas Rockmann) из Утрехтского института морских и атмосферных исследований (Голландия), растения действительно вносят существенный вклад в дальнейшее развитие . Однако ботаник Том Дюк (Tom Dueck) и его коллеги из Plant Research International в Вагенингене (Голландия) провели исследования с использованием более точных аналитических методов и не нашли доказательств в пользу этого положения, сообщает Scientific American.

Как показали результаты этой работы, растения выделяют в атмосферу очень незначительное количество метана. Таким образом, гипотеза Ф. Кепплера и Т. Рекманна не получила экспериментального подтверждения и это, несомненно, приведет к новому витку дискуссий о движущих силах современных глобальных изменений климата.

В центре этой дискуссии оказался вопрос о методической корректности примененных экспериментальных методов. Как считает Ф. Кепплер, использование в работе Т. Дюка изотопа углерода С14 для мечения атомов углерода и отслеживания путей его миграции в системе «растение-атмосфера» может привести к непредсказуемым изменениям метаболизма растений, искажающим результаты оценки их метанобразующей активности.

С другой стороны, Т. Дюк указывает, что радиоактивное мечение углерода в исследованиях по физиологии растений применяется уже много лет и, как было неоднократно показано, не оказывает влияния на нормальную жизнедеятельность. Кроме того, по мнению ученого, группа Кепплера выращивала опытные растения в неадекватных условиях - при ограниченном обмене воздуха со средой и при воздействии ряда стресс-факторов. В результате растения могли попросту «разлагаться» в условиях опыта, выделяя при этом в окружающую среду значительные количества метана.

Таким образом, как считают Т. Дюк и его коллеги, выводы Ф. Кепплера и Т. Рекманна некорректны, поскольку строятся на результатах методически неверных экспериментов. Однако неясно (на что указывает Кепплер), чем можно объяснить например тот факт, что зачастую в воздухе над тропическими лесами содержания метана значительно выше среднего. Итак, дискуссия о вкладе растений в парниковый эффект продолжается. И до ее логического завершения действительная роль растительного покрова в глобальных изменениях климата остается загадкой.

Глобальное потепление Солнцем не объяснить

Реконструкция земного климата за последнюю тысячу лет показывает, что повышение средней температуры, начавшееся примерно в XVII в., сильно ускорилось за последние 100 лет. Преобладающая в климатологии точка зрения называет основной причиной глобального потепления в XX в. увеличение концентрации в атмосфере парниковых газов. Свой вклад в этот процесс может вносить и собственная естественная изменчивость климатической системы Земли. Однако поиски ответа на вопрос о причинах глобального потепления усложнены из-за потенциальной третьей причины: возможного увеличения яркости Солнца.

П.Фоукл (P.Foukal; корпорация "Heliophysics", США) и его коллеги проанализировали эволюцию связанных с яркостью Солнца параметров за последнюю 1000 лет, а также исследовали их связь с глобальной температурой Земли. Вариации яркости связаны с изменением количества солнечных пятен и ярких факелов. Солнечные пятна действуют как тепловые "пробки", перекрывающие выход энергии на солнечную поверхность, тогда как факелы - это тепловые "пробои", позволяющие теплу из глубинных слоев вырываться наружу. Во времена повышенной солнечной активности увеличивается количество и солнечных пятен, и факелов, но влияние факелов преобладает, приводя к общему повышению яркости.

Как именно солнечные пятна и факелы влияют на светимость Солнца? Чтобы понять это, Фоукл и его коллеги использовали как прямые наблюдения нашей звезды в период с 1978 г., так и косвенные предыдущие измерения. Данные, полученные на радиометрах американо-европейского спутника "SOHO", показали, что в годы солнечного максимума (например, около 2000 г.) Солнце было ярче всего на 0.07%, чем в минимуме активности. Авторы утверждают, что столь небольшие колебания яркости слишком малы, чтобы внести существенный вклад в глобальное потепление. Кроме того, рост средней температуры особенно ускорился с середины 1970-х годов, хотя никаких признаков увеличения солнечной яркости в этот период не найдено.

Чтобы охватить период до 1978 г., авторы использовали исторические записи о количестве солнечных пятен и исследовали радиоактивные изотопы, которые рождаются в земной атмосфере под воздействием космических лучей и сохраняются в ледяных пластах Гренландии и Антарктиды. В периоды высокой солнечной активности мощный солнечный ветер защищает Землю от космических лучей, в результате чего содержание изотопов в соответствующих слоях льда снижается.

Для того чтобы выявить возможное влияние долговременных изменений яркости, авторы использовали семь различных реконструкций температуры в Северном полушарии за последнее тысячелетие. Затем они оценили, как сильно могли повлиять на климат изменения солнечной светимости, связанные с солнечными пятнами и факелами. Оказалось, что некоторое увеличение яркости Солнца за последние 400 лет действительно произошло, но оно, по мнению авторов, может объяснить лишь небольшую часть глобального потепления за этот период.

Фоукл и его коллеги считают, что, помимо яркости Солнца в видимом диапазоне, нельзя исключить влияние на климат солнечного ультрафиолетового излучения или космических лучей. Однако физические модели этих эффектов пока недостаточно разработаны, чтобы можно было учесть их хотя бы приблизительно.

В море Лаптевых аномальные концентрации метана

Дальневосточные океанологи обнаружили в водах моря Лаптевых аномально высокие концентрации метана.

«В Северном Ледовитом океане такие концентрации, в тысячу раз превышающие норму, регистрируются впервые. Ранее такие аномалии были обнаружены только в Охотском море над месторождениями газовых гидратов», - сообщил ИТАР-ТАСС один из руководителей экспедиции океанологов Игорь Семилетов.

Обнаруженные выходы метана находятся в море Лаптевых, восточнее дельты реки Лена, в районе геологического разлома. По мнению ученых, это может быть связано с разрушением находящихся на дне газовых гидратов из-за повышения температуры воды и атмосферы.

«Исследование обнаруженных аномалий позволит ответить на вопрос, какое воздействие вносит выделяемый из океанов метан на глобальное потепление на планете», - отметил Семилетов.

Санно-тракторная экспедиция ученых Тихоокеанского океанологического института /ТОИ/ Дальневосточного отделения РАН несколько дней назад отправилась из порта Тикси для изучения выбросов парниковых газов в атмосферу. Исследователям предстоит пробурить скважины в двухметровой толще льда в устье Лены, моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря и взять пробы донных отложений и воды.

Российские океанологи уже пять лет ведут исследования в этом регионе. Их цель - изучить поступление метана, который является одним из основных парниковых газов, из Северного ледовитого океана в атмосферу. Ранее полученные данные показали на высокие выделения метана из донных отложений шельфа моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря. Однако все ранее проводимые исследования приходились на лето и только теперь появилась возможность изучить процессы выделения метана в холодный период.

По мнению ученых, глобальное потепление приводит к разрушение берегового ледового комплекса и прибрежной вечной мерзлоты и выделению древнего органического вещества, которое тысячи лет было «законсервировано» во льдах Арктики. Выделяемые углекислый газ и метан еще больше усиливают парниковый эффект и значительно влияют на климат всей планеты