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.
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