Укрощение углеродного цикла

Ученые, возможно, преодолели серьезное препятствие в расчетах объема углекислого газа (CO₂), поглощаемого и выделяемого растениями. Это жизненно важная информация для понимания реакции биосферы на стресс и определения безопасного уровня антропогенных выбросов углерода. Ключевое открытие заключается в том, что для количественной оценки потока газа в растения во время фотосинтеза можно использовать соединение карбонилсульфид, которое растения потребляют одновременно с CO₂. Исследование опубликовано 14 ноября в журнале Science.

Проблема в том, что экосистемы одновременно поглощают и выделяют CO₂. «Мы можем измерить чистое изменение CO₂, но у нас нет точного способа измерить, сколько его поступает или выходит и как на это влияет климат. Разгадка этой головоломки обратной связи фотосинтеза и климата является ключом к пониманию того, как изменение климата может повлиять на естественные процессы, которые служат поглотителем антропогенных выбросов углерода», — пояснил соавтор Джо Берри из Института Карнеги.

Исследователи сравнили атмосферные измерения карбонилсульфида над Северной Америкой в течение вегетационного периода с двумя симуляциями модели атмосферного переноса. Лабораторные исследования ранее показали, что поглощение карбонилсульфида происходит синхронно с фотосинтезом, но, в отличие от CO₂, растения его не выделяют. Моделирование показало, что поглощение растениями в континентальном масштабе в течение сезона роста значительно превышает другие источники и стоки, что важно для использования этого соединения в качестве индикатора фотосинтеза.

«Интригующий результат этого исследования заключается в том, что обратный анализ атмосферных измерений карбонилсульфида может быть использован для количественной оценки углерода, выделяемого при дыхании растений. Этот ключевой недостающий элемент годами был камнем преткновения в исследованиях углеродного цикла», — отметил Берри.