Благодаря человеку Земля стала на треть "зеленее"

В XX веке человек стал выбрасывать в воздух гораздо больше углекислого газа, что позволило растениям производить больше органических веществ.

Международная группа учёных применила новый метод для оценки интенсивности фотосинтеза по всему миру. Она измерила содержание карбонилсульфида (COS) во льдах Антарктиды. Растения извлекают это вещество из атмосферы с той же интенсивностью, что и углекислый газ, который они используют как строительный материал для своих клеток. Анализ показал, что к концу XX века первичная продукция растений на планете выросла на 31 процент. Наиболее вероятная причина — антропогенные выбросы углекислого газа. Соответствующая статья опубликована в Nature.

Авторы проанализировали содержание карбонилсульфида в образцах антарктических льдов и установили, что в доиндустриальную эпоху оно не менялось примерно 50 000 лет подряд. В последние 200 лет его содержание резко выросло, поскольку он выбрасывается рядом производств. Исследователи смоделировали процессы связывания карбонилсульфида растениями и сопоставили свою модель с полученными ими данными по содержанию COS во льдах. При этом обнаружилось, что фотосинтезирующие организмы к концу двадцатого столетия стали потреблять это соединение примерно на 31 процент интенсивнее державшейся тысячи лет нормы.

Карбонилсульфид поглощается организмами, использующими фотосинтез, примерно так же, как и химически сходный с ним углекислый газ. Рост его связывания ими на 31 процент значит, что растения увеличили потребление углекислого газа на такую же величину. Углекислый газ — их главный строительный материал. Таким образом, общая первичная продукция фотосинтетических организмов на планете выросла на ту же величину. До сих пор у научного мира не было понимания того, что в последние 200 лет растительность Земли испытала такой бурный расцвет.

Оценить изменение количества органики, производимой растениями на всей планете в ходе истории, ранее не удавалось. Хотя они активно поглощают углекислый газ, его трудно использовать как индикатор интенсивности фотосинтеза на планете в целом. Дело в том, что углекислый газ в последние 200 лет так активно выбрасывается в атмосферу человеком и имеет столько возможных сценариев связывания, что сделать на основе его концентрации определённые выводы очень трудно. Карбонилсульфид, напротив, производится человеком в небольших количествах — особенно в Южном полушарии, лёд из которого и использовался в новой работе.

Наиболее вероятной причиной бурного расцвета растительности авторы работы считают антропогенные выбросы углекислого газа. Чем больше его в воздухе, тем быстрее развиваются растения. Им легче извлекать его из воздуха через устьица, поэтому они меньше приоткрывают их с этой целью. При слабее открытых устьицах уменьшается потеря влаги и растительность может выживать при меньшем количестве осадков. Отмечается, что антропогенный "расцвет" планеты имеет не только положительные последствия (рост урожаев), но и негативные (бурное развитие сорняков).

Первичная продукция — это количество углекислого газа, которое растения потребляют и затем перерабатывают в органические вещества. Эта величина отличается от первичной продуктивности — количества углекислого газа, включённого в состав органики, давшей растению прирост массы.