Климатичните промени форматират зоните на отглеждане и увеличават нападението от вредителите и болестите

По-слабата циркулация на океана може да ускори изменението на климата, да повлияе на жизнеността на културите. По-високите нива на CO2 в атмосферата също могат да промемят регионите на отглеждане на културите.

С напредването на климатичните промени се очаква преобръщащата циркулация на океана да отслабне значително. Преди това учените прогнозираха, че това забавяне ще намали способността на океана да извлича въглероден диоксид от атмосферата. Въпреки това се смяташе също, че по-бавната циркулация ще доведе до по-малко въглерод от дълбокия океан, запазвайки ролята на океана за намаляване на атмосферните въглеродни емисии, макар и с по-бавно темпо.

В съобщение за новини от Масачузетския технологичен институт (MIT) изследовател оспори това разбиране, предполагайки, че по-слабата океанска циркулация може вместо това да освободи повече въглерод от дълбокия океан в атмосферата. Това откритие има отражение върху способността на океана да съхранява въглерод и да смекчава изменението на климата.

„Чрез изолиране на въздействието на тази обратна връзка, ние виждаме фундаментално различна връзка между циркулацията на океана и нивата на въглерод в атмосферата, с последици за климата“, каза Джонатан Лодърдейл, автор, учен от Департамента за земни, атмосферни и планетарни науки на MIT . „Това, което смятахме, че се случва в океана, е напълно преобърнато.“

Лодърдейл подчерта неотложността на проактивното намаляване на емисиите

„Не можем да разчитаме, че океанът ще съхранява въглерод в дълбокия океан в отговор на бъдещи промени в циркулацията“, каза той. „Трябва да сме проактивни в намаляването на емисиите сега, вместо да разчитаме на тези естествени процеси, за да спечелим време за смекчаване на изменението на климата.“

Проучването на Лодърдейл ще бъде публикувано в списанието Nature Communications.

През 2020 г. Лодърдейл ръководи проучване, изследващо взаимодействията между океанските хранителни вещества, морските организми и желязото, по-специално как те влияят върху растежа на фитопланктона в световен мащаб. Фитопланктонът, който живее на повърхността на океана, абсорбира въглероден диоксид от атмосферата чрез фотосинтеза, което значително допринася за улавянето на въглерод в океана.

Използвайки прост модел “кутия”, за да представи различни условия в океана, екипът на Лодърдейл демонстрира, че добавянето на допълнително желязо към океаните няма да стимулира значително растежа на глобалния фитопланктон поради ограничаващата роля на лигандите – органични молекули, които правят желязото разтворимо и достъпно за фитопланктона.

След публикуването на тяхното проучване, Лодърдейл разшири модела на кутията, за да включи обмена на въглерод в океана и атмосферата и по-разнообразни среди, като Тихия океан, Северния Атлантик и Южния океан. Той тества различни сили на океанската циркулация, очаквайки по-слабата циркулация да доведе до по-малко атмосферен CO2, връзка, подкрепена от предишни проучвания. Вместо това той установи обратното: по-слабата циркулация доведе до повече CO2 в атмосферата.

„Мислех, че има някаква грешка“, каза Лодърдейл. „Защо нивата на въглерод в атмосферата се развиват в грешна посока?“

Неочакваната тенденция се дължи на променливи концентрации на лиганди. Когато той зададе концентрациите на лиганд като постоянни, моделът се върна към очакваната връзка. Въпреки това данните от реалния свят, като тези от програмата GEOTRACES, показват, че концентрациите на лиганди наистина варират в океанските региони, подкрепяйки новото откритие.

„Това е един странен трик, който промени всичко“, отбеляза Лодърдейл. „Превключването на лиганда разкри тази напълно различна връзка между океанската циркулация и атмосферния CO2, която смятахме, че разбираме доста добре.“

Бавен цикъл

Допълнителен анализ разкри, че по-слабата циркулация намалява издигането на въглерод и хранителни вещества, ограничавайки растежа на фитопланктона и производството на лиганди. Тази верига за обратна връзка води до по-малко налично желязо и по-малко фитопланктон за абсорбиране на CO2, което води до повишени нива на въглерод в атмосферата.

„Работата ми показва, че трябва да разгледаме по-внимателно как океанската биология може да повлияе на климата“, посочи Лодърдейл. „Някои климатични модели предвиждат 30% забавяне на циркулацията на океана поради топенето на ледените покривки, особено около Антарктида. Това огромно забавяне на преобръщащата се циркулация всъщност може да бъде голям проблем: в допълнение към множеството други климатични проблеми, не само че океанът ще поеме по-малко антропогенен CO2 от атмосферата, но това може да бъде усилено от нетно отделяне на въглерод в дълбокия океан , което води до неочаквано увеличение на атмосферния CO2 и неочаквано допълнително затопляне на климата.