Dane zebrane na wielkim wulkanie zatrważają. Bardzo źle to wygląda

W 2023 roku zanotowano rekordowy wzrost stężenia dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze, co może być oznaką, że naturalne mechanizmy pochłaniania tego gazu przestają działać efektywnie. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że wysokie temperatury miały silny negatywny wpływ na zdolność ekosystemów lądowych do absorpcji węgla.

Dotychczas procesy zachodzące na lądzie i w oceanach pochłaniały około połowy wszystkich emisji CO2spowodowanych działalnością człowieka. Jednak obecne badania wskazują na znaczący spadek tej zdolności, co może mieć poważne konsekwencje dla globalnego ocieplenia. "Do tej pory natura równoważyła nasze nadużycia" – powiedział Johan Rockström, dyrektor Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu w Poczdamie, podczas New York Climate Week. "To się kończy."

Mimo że emisje dwutlenku węgla wzrosły tylko o około 0,6 proc. w porównaniu z poprzednim rokiem, tempo wzrostu stężenia tego gazu w atmosferze, zanotowane na stacji Mauna Loa na Hawajach było aż o 86 proc. wyższe, niż w 2022 roku. To znaczący skok, który sugeruje "bezprecedensowe osłabienie lądowych i oceanicznych pochłaniaczy węgla" – twierdzą naukowcy.

Stacja Mauna Loa jest jednym z kluczowych miejsc monitorujących poziomy dwutlenku węgla w atmosferze od 1958 roku. Dane z tego miejsca są uważane za jedne z najbardziej wiarygodnych wskaźników globalnych trendów w koncentracji dwutlenku węgla, bo położone na środku oceanu obserwatorium jest oddalone od większości dużych źródeł emisji dwutlenku węgla.

Obecne modele klimatyczne nie uwzględniają możliwości załamania się naturalnych pochłaniaczy węgla, co może tłumaczyć, dlaczego globalne ocieplenie postępuje szybciej niż przewidywano. Wcześniejsze teorie sugerowały, że przyczyną mogą być błędy w kalibracji modeli lub redukcja aerozoli odbijających ciepło w wyniku zmian w przepisach dotyczących żeglugi. Nowe badania wskazują jednak na bezpośredni wpływ zmian klimatu na zdolność ekosystemów do pochłaniania CO2. Jeśli naturalne systemy usuwania węgla z atmosfery zawodzą, może to prowadzić do przyspieszenia zmian klimatycznych.

Ekolog Piyu Ke z Uniwersytetu Tsinghua w Chinach wraz z zespołem przeprowadził wstępne badania, które sugerują, że w 2023 roku lądowe pochłaniacze węgla przestały efektywnie absorbować dwutlenek węgla. Analiza danych wskazuje, że procesy zachodzące na lądzie – od fotosyntezy drzew i traw po mikroorganizmy wiążące węgiel w glebie – pochłonęły prawie tyle samo węgla, ile wyprodukowały. Oznacza to, że netto pochłanianie węgla przez ekosystemy lądowe było minimalne.

"Ten wynik jest alarmujący, ponieważ temperatury wciąż utrzymują się na bardzo wysokim poziomie roku" – piszą Ke i jego współpracownicy w swoim artykule.

Największy spadek w zdolności pochłaniania węgla odnotowano w Amazonii, która od lat boryka się z suszami i pożarami. Długotrwałe susze osłabiają drzewa i inne rośliny, redukując ich zdolność do fotosyntezy i wiązania węgla. Pożary dodatkowo uwalniają znaczne ilości CO2 do atmosfery, niszcząc jednocześnie zdolność lasów do regeneracji.

Podobne problemy odnotowano w Kanadzie, gdzie w 2023 roku doszło do rekordowych pożarów lasów. "Lasom spalonym w Kanadzie nie uda się w pełni przywrócić zasobów węgla biorąc pod uwagę, że odtworzenie biomasy drzew zajmuje około 100 lat" – wyjaśniają naukowcy.

Badania wskazują, że także zdolność oceanów do pochłaniania dwutlenku węgla została poważnie osłabiona. Oceany dotychczas pochłaniały znaczną część emisji dwutlenku węgla, ale wzrost temperatury wód i zakwaszenie oceanów wpływają negatywnie na ten proces.

Zmiany w cyrkulacji oceanicznej i warunkach pogodowych, takie jak El Niño i La Niña, również wpływają na zdolność oceanów do absorpcji dwutlenku węgla. W połączeniu ze spadkiem efektywności ekosystemów lądowych, osłabienie skuteczności pochłaniaczy oceanicznych stanowi poważne wyzwanie dla stabilizacji poziomów CO2 w atmosferze.

Jeśli naturalne pochłaniacze węgla ulegają osłabieniu, konieczna jest rewizja obecnych modeli klimatycznych. Obecne prognozy mogą nie uwzględniać tego efektu, co oznacza, że globalne ocieplenie może postępować szybciej, niż przewidywano.

Badacze przeprowadzili również analizę regionalną, aby zidentyfikować obszary najbardziej dotknięte spadkiem zdolności pochłaniania węgla. Oprócz Amazonii i Kanady, spadek pochłaniania zaobserwowano również w Azji Południowo-Wschodniej oraz w niektórych częściach Europy. W regionach tych wysokie temperatury i ekstremalne warunki pogodowe wpłynęły na zdrowie ekosystemów, ograniczając fotosyntezę i przyczyniając się do zwiększenia emisji z naturalnych źródeł, takich jak pożary czy rozkład materii organicznej.

Jeśli susze i pożary spowodowane zmianami klimatu są główną przyczyną utraty lądowych pochłaniaczy węgla, problem może być tymczasowy. Prognozowany powrót zjawiska La Niña może przynieść opady do kluczowych obszarów, co daje nadzieję na odbudowę zdolności absorpcji węgla w nadchodzących latach.

Jednak naukowcy ostrzegają, że znaczna część już wyrządzonych szkód będzie miała długotrwałe konsekwencje. Odbudowa zniszczonych ekosystemów zajmuje dziesięciolecia, a w niektórych przypadkach może być niemożliwa z powodu zmieniających się warunków klimatycznych.

W obliczu osłabienia naturalnych pochłaniaczy węgla, technologie mające na celu usuwanie CO2 z atmosfery nabierają jeszcze większego znaczenia. Dotychczasowe próby wzmocnienia naturalnych pochłaniaczy węgla poprzez zalesianie czy rekultywację terenów zdegradowanych były jednak niewystarczające. Duże projekty, nawet w krajach bogatych, nie osiągnęły zamierzonych celów.

Technologie bezpośredniego wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS) są wciąż w fazie rozwoju i nie są wdrożone na skalę wystarczającą, by znacząco wpłynąć na globalne poziomy emisji.

"Musimy zająć się głównym problemem: emisjami z paliw kopalnych we wszystkich sektorach" – powiedział meteorolog Pierre Friedlingstein z Uniwersytetu Exeter. Bez drastycznych redukcji emisji gazów cieplarnianych trudno będzie uniknąć najgorszych skutków zmian klimatu.