Исследование показывает, что глобальный фотосинтез в прошлом быстро реагировал на рост углекислого газа в атмосфере

Анализ ледяных кернов позволяет климатологам заглянуть на 800 000 лет назад. Новое исследование указывает, что атмосферный углерод действует как удобрение, увеличивая биологическую продуктивность. Этот механизм удаляет углерод из воздуха и тем самым замедляет ускорение глобального потепления.

Даже в условиях ледниковых периодов растения, планктон и другие формы жизни способны увеличивать продуктивность при росте концентрации атмосферного углерода. Этот механизм не остановит текущую тенденцию глобального потепления, но, по крайней мере, замедлит её ускорение. К такому выводу пришло международное сотрудничество с участием центра PICE (Физика льда, климата и Земли) Института Нильса Бора Копенгагенского университета.

«Глобальное производство биосферы посредством фотосинтеза — это самый мощный поглощающий поток атмосферного CO₂. Поэтому крайне важно понимать его естественную изменчивость для более точного прогнозирования будущего углеродного цикла», — говорит исследователь-постдок Ji-Woong Yang (PICE).

В сотрудничестве с Laboratoire des Science du Climat et de l'Environnement (Франция) команда PICE изучила древний воздух, заключённый в крошечных пузырьках антарктического ледяного керна, охватывающего последние 800 000 лет климатического развития. Учёные использовали анализ изотопов кислорода (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O), который служит индикатором продуктивности биосферы в глобальном масштабе.

Комбинируя измерения пузырьков воздуха с моделированием поведения кислорода в биосфере и стратосфере, исследователи смогли количественно оценить эволюцию продуктивности биосферы как в ледниковые, так и в межледниковые периоды, охватив в общей сложности восемь ледниковых циклов. Результаты ясно демонстрируют, что продуктивность падает в ледниковые периоды и растёт в межледниковые, причём наблюдается сильная корреляция с концентрацией CO₂. Эффект особенно выражен в ледниковые периоды, когда уровень CO₂ и глобальная продуктивность биосферы начинают расти за несколько тысяч лет до начала таяния ледяных покровов, что объясняется сильным эффектом удобрения атмосферным углекислым газом.