A növények miatt egyelőre nem kell aggódnunk, vélhetően még nagyon hosszú ideig jelen lesznek a Földön. De nem örökké. A földi élet hosszú távú fennmaradását végső soron a Nap határozza meg. A Nap teljes energiakibocsátása, az úgynevezett fényessége (luminozitása) földtörténeti korszakokon át fokozatosan növekedett, nagyjából egymilliárd évente 10%-kal, ami jelentős mértékben meghatározza a Föld felszíni hőmérsékletét. Ez a folyamat a jövőben is folytatódni fog, még évmilliárdokon keresztül – írja a Phys.org.
A hőmérsékletre a második legnagyobb hatást az üvegházhatás gyakorolja, amelyet elsősorban a légköri szén-dioxid (CO₂) koncentrációja határoz meg. Ennek jövőbeli alakulása azonban kevésbé biztos, ami fontos következményekkel jár a növények hosszú távú túlélése szempontjából.
A CO₂ természetes módon válik ki a légkörből a szilikátos kőzetek mállása révén – ez egy olyan kémiai folyamat, amelyben a kőzetek, a csapadék és a szén-dioxid kölcsönhatásba lépnek, és kalciumot, illetve hidrogén-karbonátot hoznak létre. Ezek végül a folyókon keresztül az óceánokba jutnak, ahol kalcium-karbonát formájában lerakódnak a tengerfenéken.
Egy új tanulmányban, amely a Journal of Geophysical Research: Atmospheres című szaklapban jelent meg, Jacob Haqq-Misra és Eric Wolf, a seattle-i Blue Marble Space munkatársai a Nap hosszú távú fényességének és a légköri CO₂-szintek jövőjének vizsgálatával próbálták meghatározni a növények jövőjét. Ehhez egy háromdimenziós általános körforgási klímamodellt alkalmaztak, és figyelembe vették, hogy a jövőben a szilikátos mállás erős vagy gyenge lesz-e.
A kutatás során a növények három fő csoportját vizsgálták aszerint, hogy miként hasznosítják a napfényt a fotoszintézis során: a C3, a C4 és a CAM fotoszintézist folytató növényeket. Fajszám alapján ezek aránya a Földön körülbelül 95%, 3% és 2%. Mindegyik csoport eltérő szén-dioxid-éhezési határértékkel rendelkezik: a C3 növények körülbelül 50 ppm (egymillió részecskére jutó 50 rész) alatti légköri CO₂-koncentrációnál már nem képesek fennmaradni, a C4 növények 10 ppm alatt pusztulnak el, míg a CAM növények ennél még alacsonyabb szinteket is elviselnek.
A Föld növényeinek túlnyomó többsége a C3 csoportba tartozik. Az ide sorolt fajok a mérsékelt, nedves környezetben érzik jól magukat. Ezzel szemben a C4 növények a meleg és száraz klímához alkalmazkodtak, ezért különösen sikeresek a trópusokon és a füves pusztákon. A CAM növények a legszélsőségesebb száraz környezetek specialistái. Azért nyitják ki a gázcserenyílásaikat éjszaka, hogy minél kevesebb vizet párologtassanak el. Ide tartoznak például a kaktuszok és a pozsgások.
Mikor várhatóak ezek a CO₂-értékek? A szilikátos mállás sebessége a hőmérséklettől függ. Hogyan viszonyulnak ezek a háromdimenziós modell eredményei a korábbi, egyszerűbb modellekhez?
Gyenge szilikátos mállás
Ebben a forgatókönyvben a kutatók a jövőbeni Nap egyre növekvő besugárzását vették figyelembe, miközben a Föld légköri CO₂-szintjét kezdetben állandónak tekintették. Feltételezték, hogy a szilikátos mállás üteme gyenge lesz.
Ahogy a Nap fényesebbé válik és a hőmérséklet emelkedik, a szilikátos mállás sebessége csak kismértékben nő. Ennek eredményeként a légköri CO₂-szint nem csökken jelentősen, és nagyjából a mai érték közelében marad.
Fotó: Santiago Endara, Pixabay
