Исследование показывает влияние отрицательных температур на лесной покров и сток во время позднепалеозойского ледникового периода

Новое исследование под руководством докторанта биологии Университета Бэйлора Уильяма Дж. Маттеуса и профессора биологии Джозефа Уайта рассматривает, как непереносимость растений к замерзанию влияла на лесной покров и гидрологию в пенсильванский период, примерно 340–285 миллионов лет назад, предлагая улучшения климатических прогнозов для прошлого и будущего с использованием данных о функциях растений.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, предполагает, что замерзание растений ограничивало географическое распространение лесного покрова по суперконтиненту Пангея. В то время происходили ледниково-межледниковые циклы и продолжительные периоды низких температур. В зависимости от ограничений физиологии морозоустойчивых растений, минимальные отрицательные температуры, вероятно, ограничивали способность древесных растений выживать.

Низкий лесной покров увеличивал поверхностный сток пресной воды и осадков в некоторых регионах. Этот вызванный заморозками сток значительно менялся между ледниковыми и межледниковыми периодами по всей Пангее и мог вызывать локальные различия в уровнях минералов, осадков, органического вещества и питательных веществ в пресноводном стоке в речные, прибрежные и морские среды.

Исследователи объединили климатическое и экосистемное моделирование, чтобы смоделировать древесную растительность во время позднепалеозойского ледникового периода. Поскольку существующие глобальные климатические модели не учитывают различия функциональных признаков растений между современными и палеозойскими растениями, ученые использовали данные о признаках растений, полученные из окаменелостей.

Глобальное климатическое моделирование показало, что отрицательные температуры были почти повсеместным явлением и, вероятно, являлись одним из ограничивающих факторов в распределении лесного покрова, даже в тропиках. Менее 25% не покрытой льдом суши, способной поддерживать растительность, оставалось выше нуля круглый год. Исследователи предполагают, что широкое и повторяющееся воздействие на растения отрицательных температур в пенсильванский период повлияло на эволюцию заметных аспектов физиологии растений позднего палеозоя.

"Один новый аспект этого исследования заключается в том, что мы сосредотачиваемся на ежедневных изменениях температуры, смоделированных моделью, которые растения, вероятно, переносили во время пенсильванского периода", — сказала соавтор София И. Макаревич.

По словам авторов, включение палеоботанических данных, полученных из окаменелостей, в моделирование климата глубокого прошлого может улучшить прогнозы и понимание древних земных систем, а также помочь в будущих моделях изменения климата.