Planet Earth's playhouse
В огромной оранжерее «Биосфера-2» в Аризоне междисциплинарная команда исследователей создает миниатюрную модель Земли. Этот уникальный комплекс позволяет ученым манипулировать параметрами, контролировать климат, отключать одни факторы и усиливать другие, чтобы изучать сложные экологические проблемы в контролируемых условиях.
Основная ценность «Биосферы-2» заключается в возможности «развязать» взаимосвязанные в природе параметры, такие как свет, температура и влажность. Это позволяет проводить масштабные эксперименты, результаты которых используются для проверки и улучшения климатических моделей, применяемых для прогнозирования и принятия политических решений.
«"Биосфера-2" предлагает уникальные условия для решения сложных экологических проблем с помощью крупномасштабного эксперимента и контроля климата», — говорит директор комплекса Трэвис Хаксман. — «Мы можем разъединить параметры и посмотреть, что произойдет. Полученные результаты мы загружаем в модели, которые затем могут использоваться для симуляции реального мира».
Засуха угрожает тропическим лесам Амазонии
Одним из ключевых направлений исследований в «Биосфере-2» является моделирование влияния засухи на тропические леса. Ученые, такие как аспирант Йоост ван Харен, изучают, как деревья отреагируют на прогнозируемое многими моделями иссушение бассейна Амазонки. Исследователи могут по желанию менять количество осадков, температуру и влажность в искусственном лесу, что делает его идеальной «экспериментальной площадкой».
По словам ван Харена, уменьшение количества осадков, вероятно, окажет более значительное влияние на тропические экосистемы, чем рост глобальных температур. Засуха и повышение температуры в лесах идут рука об руку, поскольку меньше дождей означает меньше облаков, больше солнечного света и более высокую температуру. Эксперименты в «Биосфере-2» уже показали, что повышенная температура убивает деревья быстрее, когда они находятся в условиях засухи.
Изучение корней и взгляд в будущее
В других биомах комплекса, таких как саванна и пустыня, ученые моделируют прогнозируемые эффекты более теплого и сухого климата. Исследователи во главе с гидрологом Сужитхом Рави изучают, как разные климатические условия влияют на рост корней и конкуренцию между растениями, что особенно актуально для проблемы инвазивных видов.
На примере засухоустойчивой травы buffelgrass, случайно занесенной в пустыню Сонора, ученые исследуют, как инвазивные виды используют изменение климата для распространения. Эти травы создают непрерывный покров, служащий топливом для пожаров, к которым не приспособлена местная растительность, что приводит к ее вытеснению.
«Многие засушливые системы по всему миру, составляющие 40% земной суши, согласно прогнозам, столкнутся с более жарким и сухим климатом», — говорит Рави. — «Как эти крупномасштабные изменения повлияют на людей и судьбу воды в этих ландшафтах, — одна из центральных тем исследований в "Биосфере"».