अभ्यास दर्शविते की आपल्या सभोवतालची सर्व झुडुपे, वेली आणि झाडे वातावरणातील अतिरिक्त कार्बन शोषून घेण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. पण कधीतरी, झाडे इतका कार्बन घेऊ शकतात की हवामान बदलाचा सामना करण्यासाठी त्यांचा मदतीचा हात कमी होऊ लागतो. हे नक्की कधी होणार? या प्रश्नाचे उत्तर शोधण्याचा प्रयत्न शास्त्रज्ञ करत आहेत.
20 व्या शतकाच्या सुरुवातीस औद्योगिक क्रांती सुरू झाल्यापासून, मानवी क्रियाकलापांमुळे वातावरणातील कार्बनचे प्रमाण गगनाला भिडले आहे. संगणक मॉडेल्सचा वापर करून, ट्रेंड्स इन प्लांट सायन्समध्ये प्रकाशित झालेल्या लेखकांना असे आढळून आले की त्याच वेळी प्रकाशसंश्लेषण 30% ने वाढले.
ऑस्ट्रेलियातील जेम्स कुक युनिव्हर्सिटीमधील अभ्यास लेखक आणि इकोफिजियोलॉजिस्ट लुकास चेरनुसाक म्हणतात, “हे गडद आकाशातील प्रकाशाच्या किरणांसारखे आहे.
ते कसे ठरवले गेले?
चेरनुसाक आणि सहकाऱ्यांनी 2017 पासून पर्यावरणीय अभ्यासातून डेटा वापरला, ज्याने बर्फाच्या कोर आणि हवेच्या नमुन्यांमध्ये आढळणारे कार्बोनिल सल्फाइड मोजले. कार्बन डायऑक्साईड व्यतिरिक्त, वनस्पती त्यांच्या नैसर्गिक कार्बन चक्रादरम्यान कार्बोनिल सल्फाइड घेतात आणि याचा वापर जागतिक स्तरावर प्रकाशसंश्लेषण मोजण्यासाठी केला जातो.
"जमिनीतील वनस्पती आपल्या उत्सर्जनांपैकी सुमारे 29% शोषून घेतात, जे अन्यथा वातावरणातील CO2 सांद्रतेमध्ये योगदान देईल. आमच्या मॉडेलच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले आहे की कार्बन सिक्वेस्ट्रेशनची ही प्रक्रिया चालविण्यामध्ये स्थलीय प्रकाशसंश्लेषणाची भूमिका इतर मॉडेल्सच्या सूचनेपेक्षा जास्त आहे,” चेरनुसाक म्हणतात.
परंतु प्रकाशसंश्लेषण मोजण्यासाठी कार्बोनिल सल्फाइड वापरण्याबाबत काही शास्त्रज्ञांना खात्री नाही.
केरी सेंडल हे जॉर्जिया सदर्न युनिव्हर्सिटीमधील जीवशास्त्रज्ञ आहेत जे वेगवेगळ्या हवामान बदलांच्या परिस्थितीत वनस्पती कशा वाढतात याचा अभ्यास करतात.
कारण वनस्पतींद्वारे कार्बोनिल सल्फाइडचे सेवन त्यांना मिळणाऱ्या प्रकाशाच्या प्रमाणानुसार बदलू शकते, सेंडल म्हणते की अभ्यासाचे परिणाम "अतिरिक्त अंदाजित असू शकतात," परंतु तिने हे देखील लक्षात घेतले की जागतिक प्रकाशसंश्लेषण मोजण्याच्या बहुतेक पद्धतींमध्ये काही प्रमाणात अनिश्चितता असते.
हिरवट आणि दाट
प्रकाशसंश्लेषण कितीही वाढले असले तरीही, शास्त्रज्ञ सहमत आहेत की अतिरिक्त कार्बन वनस्पतींसाठी खत म्हणून कार्य करते आणि त्यांच्या वाढीस गती देते.
"झाडांची पाने दाट झाली आहेत आणि लाकूड अधिक घनतेचे पुरावे आहेत," सेर्नुसाक म्हणतात.
ओक राइड नॅशनल लॅबोरेटरीतील शास्त्रज्ञांनी असेही नमूद केले की जेव्हा झाडे CO2 च्या वाढीव पातळीच्या संपर्कात येतात तेव्हा पानांवरील छिद्रांचा आकार वाढतो.
सेंडलने तिच्या स्वत:च्या प्रायोगिक अभ्यासात वनस्पतींना सामान्यतः प्राप्त होणाऱ्या कार्बन डायऑक्साईडच्या दुप्पट प्रमाणात उघड केले. या परिस्थितीत, सेंडलच्या निरीक्षणानुसार, पानांच्या ऊतींची रचना अशा प्रकारे बदलली की शाकाहारी प्राण्यांना ते खाणे अधिक कठीण झाले.
टिपिंग पॉईंट
वातावरणातील CO2 ची पातळी वाढत आहे, आणि अशी अपेक्षा आहे की अखेरीस झाडे त्याचा सामना करू शकणार नाहीत.
ओक राइड नॅशनल लॅबोरेटरीने आपल्या वेबसाइटवर नमूद केले आहे की, "वातावरणातील CO2 वाढीसाठी कार्बन सिंकचा प्रतिसाद जागतिक कार्बन सायकल मॉडेलिंगमधील आजपर्यंतची सर्वात मोठी अनिश्चितता आहे आणि ती हवामान बदलाच्या अंदाजांमधील अनिश्चिततेचे प्रमुख चालक आहे."
लागवडीसाठी किंवा शेतीसाठी जमीन साफ करणे आणि जीवाश्म इंधन उत्सर्जनाचा कार्बन चक्रावर सर्वात मोठा परिणाम होतो. शास्त्रज्ञांना खात्री आहे की जर मानवतेने हे करणे थांबवले नाही तर एक टिपिंग पॉइंट अपरिहार्य आहे.
वेस्टर्न युनिव्हर्सिटीचे इकोफिजियोलॉजिस्ट डॅनियल वे म्हणतात, “जास्त कार्बन उत्सर्जन वातावरणात अडकले जाईल, एकाग्रता झपाट्याने वाढेल आणि त्याच वेळी, हवामान बदल अधिक वेगाने होईल.”
Мы можем сделать?
इलिनॉय युनिव्हर्सिटी आणि कृषी विभागातील शास्त्रज्ञ वनस्पतींमध्ये अनुवांशिक बदल करण्याच्या पद्धतींवर प्रयोग करत आहेत जेणेकरून ते आणखी कार्बन साठवू शकतील. रुबिस्को नावाचे एंजाइम प्रकाशसंश्लेषणासाठी CO2 कॅप्चर करण्यासाठी जबाबदार आहे आणि शास्त्रज्ञांना ते अधिक कार्यक्षम बनवायचे आहे.
सुधारित पिकांच्या अलीकडील चाचण्यांमध्ये असे दिसून आले आहे की रुबिस्कोच्या गुणवत्तेमध्ये सुधारणा केल्याने उत्पादनात सुमारे 40% वाढ होते, परंतु सुधारित वनस्पती एन्झाइमचा मोठ्या व्यावसायिक स्तरावर वापर करण्यास एक दशकापेक्षा जास्त वेळ लागू शकतो. आत्तापर्यंत, तंबाखूसारख्या सामान्य पिकांवरच चाचण्या केल्या गेल्या आहेत आणि रुबिस्को सर्वात जास्त कार्बन उत्सर्जन करणारी झाडे कशी बदलतील हे स्पष्ट नाही.
सप्टेंबर 2018 मध्ये, वनांचे संरक्षण करण्यासाठी एक योजना विकसित करण्यासाठी सॅन फ्रान्सिस्को येथे पर्यावरण गटांची बैठक झाली, ज्याला ते म्हणतात की "हवामान बदलाचा विसरलेला उपाय" आहे.
"मला वाटते की धोरण निर्मात्यांनी हे ओळखून आमच्या निष्कर्षांना प्रतिसाद दिला पाहिजे की पार्थिव जीवमंडल सध्या एक कार्यक्षम कार्बन सिंक म्हणून कार्य करते," सेर्नुसाक म्हणतात. "पहिली गोष्ट म्हणजे जंगलांचे संरक्षण करण्यासाठी त्वरित कारवाई करणे जेणेकरुन ते कार्बनचे पृथक्करण करणे सुरू ठेवू शकतील आणि ऊर्जा क्षेत्राचे डीकार्बोनाइज करण्यासाठी त्वरित कार्य करण्यास प्रारंभ करू शकतील."