Ziemski system załamał się. Coś się musiało stać, lasy przestały działać

Ubiegły rok był fatalny dla najważniejszych lądowych ekosystemów naszej planety. Ekstremalne upały, susze i pożary lasów spowodowały, że kluczowe obszary, takie jak lasy, sawanny, mokradła i inne lądowe ekosystemy wyemitowały prawie tyle samo dwutlenku węgla, ile pochłonęły z atmosfery. Jeden z głównych pochłaniaczy gazów cieplarnianych po prostu przestaje działać. 

To może być tymczasowy spadek - skutek wyjątkowo niekorzystnej kombinacji naturalnych kataklizmów i innych czynników - ale naukowcy uprzedzają, że dane źle wróżą temu, jak te ekosystemy zareagują na przyszłe zmiany klimatu. Lasy i inne ekosystemy lądowe zazwyczaj usuwają około jednej czwartej rocznych emisji CO2 z atmosfery. 

Philippe Ciais z Instytutu Pierre’a-Simona Laplace’a we Francji postanowił wyjaśnić, dlaczego w 2023 r. stężenie CO2 w atmosferze Ziemi skokowo wzrosło. Ten wzrost był tak znaczący, że nie tłumaczyły go jedynie wciąż rosnące emisje gazów cieplarnianych przez człowieka. Musiało wydarzyć się coś jeszcze. 

Aby zrozumieć, co się wydarzyło, naukowcy wykorzystali komputerowe modele globalnego cyklu węglowego i przeanalizowali dokładnie pomiary stężenia dwutlenku węgla w atmosferze. Odkryli, że czynnikiem, który sprawił, że stężenie CO2 szybko skoczyło do góry, były zmiany w równowadze pomiędzy ilością CO2 pobieranego i emitowanego przez ekosystemy na lądzie - przez “lądowy pochłaniacz", który nagle stał się mniej efektywny. 

Rośliny pomagają stabilizować klimat Ziemi, ponieważ podczas wzrostu pochłaniają nieco więcej CO2, niż trafia do atmosfery gry martwe drzewa, krzewy czy trawy ulegają rozkładowi czy płoną. To właśnie jest tym, co naukowcy nazywają “lądowym pochłaniaczem" gazów cieplarnianych. Bliźniaczy, w pewnym stopniu niezależny system działa także w ziemskich oceanach. Bez sprawnego funkcjonowania obu tych systemów, stężenie CO2 w atmosferze, a co za tym idzie tempo wzrostu temperatur Ziemi, rosłoby zdecydowanie szybciej. A jeśli system przestanie działać, dwutlenek węgla, który dziś znajduje się w powietrzu, pozostanie tam przez dziesięciolecia, stale podgrzewając atmosferę. 

Do niedawna ten naturalny system klimatyzacyjny działał sprawnie. Od 2010 do 2022 roku lądowy pochłaniacz usuwał średnio około 2 gigaton węgla z atmosfery rocznie. Jednak w 2023 roku pochłaniacz lądowy usunął tylko 0,23 do 0,65 gigaton węgla - najmniej od 2003 roku i ponad trzykrotnie mniej niż wynosiła średnia z ostatniej dekady. Ten spadek został nieco zrównoważony przez fakt, że w tym samym czasie oceany pochłonęły o gigatonę CO2 więcej. Bilans pozostał jednak negatywny - dwutlenku węgla w atmosferze przybywa szybciej. 

Ale co dokładnie sprawiło, że “lądowy pochłaniacz" działa gorzej? Naukowcy ustalili, że w pierwszej połowie roku gorsze tempo wchłaniania przez rośliny dwutlenku węgla wynikało z wolniejszego, niż przewidywano tempa wzrostu roślinności na północnej półkuli. Rośliny wiązały więc mniej, niż zwykle CO2, a jednocześnie seria katastrof sprawiła, że do atmosfery dostały się ogromne ilości gazu. Kluczowe były tu m.in. ekstremalne pożary lasów w Kanadzie, Arktyce i Azji Południowo-Wschodniej. 

Z kolei w drugiej połowie roku za spowolnienie odpowiadały susze i pożary, które dotknęły Amazonii i sprawiły, że największy las deszczowy świata znalazł się pod wielką presją. Straty te zostały częściowo zneutralizowane przez wilgotne warunki panujące w środkowej Afryce, które pomagały roślinom rosnąć szybciej i, co za tym idzie, skuteczniej wchłaniać dwutlenek węgla. Afrykańskie wzrosty nie skompensowały jednak wszystkich strat, jakie poniósł najważniejszy lądowy ekosystem świata. Łączny bilans pochłanianego i emitowanego CO2 ponownie był niekorzystny.

Wszystkie te zjawiska miały tę samą przyczynę: rekordowo wysokie temperatury w 2023 r., spowodowane wzrostem emisji gazów cieplarnianych i oddziaływaniem zjawiska El Niño. Najtrudniejsza sytuacja panowała tam, gdzie temperatury wzrosły najbardziej: według ustaleń badaczy, za prawie jedną trzecią spadku efektywności “lądowego pochłaniacza" stały obszary, w których odnotowano 5 proc. najwyższych temperatur. Upały powodowały susze, pożary i wpędzały ekosystemy w stres termiczny. 

"Spadek efektywności pochłaniacza na północnej półkuli został częściowo zamaskowany przez dobre warunki panujące ostatnio w tropikach, ale jeśli obecny trend będzie utrzymywał się w najbliższych latach, wzrost stężenia CO2 i globalne ocieplenie mogą gwałtownie przyspieszyć. To coś, czego nie przewidywały wykorzystywane przez nas modele klimatyczne" napisał Ciais na Twitterze.

Wciąż nie jest jasne, czy słabsza skuteczność, jaką lasy i inne lądowe ekosystemy wykazują w pochłanianiu dwutlenku węgla to przejściowa reakcja na niezwykle gorący rok 2023, czy bardziej trwała zmiana. Wiadomo, że skuteczność pochłaniania CO2 przez rośliny lądowe spadała także w poprzednich latach, w których notowano oddziaływanie El Nino. Ustalenie dokładnych przyczyn tej zmiany będzie jednak wymagać dodatkowych badań. 

Dotychczasowe prognozy dotyczące tego, jak globalny cykl węglowy zmieni się po wpływem dalszego ocieplania zakładały, że do końca tego stulecia skuteczność lądowego pochłaniacza nieco osłabnie. Ale nie zakładały one tego, w jakim stopniu na jego skuteczność mogą oddziaływać ekstremalne susze, pożary i inne zjawiska, które dziś coraz silniej wpływają na skuteczność wychwytywania CO2 z atmosfery przez rośliny. A to może mieć bardzo poważne konsekwencje: jeśli pochłaniacz przestanie działać, ludzkość może ograniczać emisje gazów cieplarnianych, ale nadal notować rekordowe wzrosty temperatur.