As folhas fósseis têm um supino carbono atmosférico com experimentos antigos que tornam o “global”

Um repositório restrito da novidade Zelândia abre insights sobre porquê as mudanças climáticas modernas funcionam

Cientistas que estudam as folhas de uma floresta de 23 milhões de anos primeiro relacionaram os altos níveis de dióxido de carbono atmosférico ao aumento do propagação das vegetação e ao clima quente da idade. A invenção contribui para a compreensão de porquê o aumento do CO2 aquece a terreno e porquê a dinâmica da vida das vegetação pode mudar em décadas, quando os níveis de CO2 podem refletir de perto os do pretérito distante.

Os cientistas recuperaram as folhas de uma única leito na novidade Zelândia que contém sobras de vegetação, peixes, aranhas, besouros, moscas, fungos e outros seres vivos de um período quente sabido porquê o início do Mioceno. Os cientistas há muito postulam que o CO2 era supino na idade e que algumas vegetação poderiam coletá-lo com mais eficiência para a fotossíntese. Este é o primeiro estudo a mostrar que essas coisas realmente aconteceram juntas. Ele as conclusões foram publicadas esta semana na revista Clima do pretérito.

“O mais incrível é que essas folhas estão basicamente mumificadas, logo temos suas composições químicas originais e podemos ver todas as suas excelentes características ao microscópio”, disse o responsável principal. Tammo Reichgelt, observador associado da Universidade de Columbia Observatório Terrestre Lamont-Doherty e Professor Assistente de Geociências na Universidade de Connecticut. “Há evidências de que o CO2 era supino na idade, mas existem paradoxos.”

Uma folha de 23 milhões de anos preservada no leito de um lago da novidade Zelândia, fundamental para as condições climáticas anteriores. Veias, glândulas ao longo dos dentes e buracos arruinados por insetos podem ser vistos, resultando em propagação atrofiado e tecido cicatricial. (Jennifer Bannister / Universidade de Otago)

O assim chamado “Efeito da fertilização com carbono” tem vastas implicações. Experimentos de laboratório e de campo mostraram que quando os níveis de CO2 aumentam, muitas vegetação aumentam sua taxa de fotossíntese, porque podem remover o carbono do ar com mais eficiência e vigilar chuva ao fazer isso. Na verdade, um Estudo de 2016 fundamentado em dados de satélite da NASA mostra um efeito de “esverdeamento global” principalmente devido ao aumento nos níveis de CO2 sintético nas últimas décadas; de um quarto a metade da terreno com vegetação do planeta aumentou o volume de folhas em árvores e vegetação desde 1980. O efeito deve continuar com o aumento dos níveis de CO2.

Pode parecer uma boa notícia, mas a verdade é mais complexa. O aumento na absorvência de CO2 não chegará nem perto de recompensar o que os humanos estão derramando no ar. Nem todas as vegetação podem aproveitar e, entre aquelas que o fazem, os resultados podem variar dependendo da temperatura e da disponibilidade de chuva ou nutrientes. E há evidências de que, quando algumas das principais safras fotossintetizam mais rapidamente, elas absorvem relativamente menos cálcio, ferro, zinco e outros minerais vitais para a nutrição humana. porquê grande segmento da vida vegetal de hoje evoluiu em um mundo temperado e com plebeu texto de CO2, alguns ecossistemas naturais e agrícolas poderiam ser aumentados por níveis mais elevados de CO2, juntamente com o aumento das temperaturas e mudanças na precipitação. “porquê você joga qualquer coisa, ninguém sabe”, disse Reichgelt. “É outra categoria de estresse para as vegetação. Pode ser ótimo para alguns e horroroso para outros.

local de escavação e perfuração na cratera vulcânica

Foulden Maar, uma cratera vulcânica altamente extinta. A escavação superficial à direita produziu amostras iniciais de muitas criaturas até logo desconhecidas. O buraco à esquerda, em 2009, recuperou amostras de até 100 metros. (Daphne Lee / University of Otago)

Paleobotânicos cavando em ruínas

Paleobotânicos pesquisando fósseis em Foulden Maar, 2013. (William D’Andrea)

O repositório está localizado em uma pequena cratera vulcânica há muito extinta, agora localizada em uma rancho perto de Dunedin, no sul da novidade Zelândia. A cratera, a reverência de um quilômetro da cruz, já abrigou um lago só que foi gradualmente preenchido com camadas sucessivas de material do envolvente circundante. A maneira geológica foi reconhecida unicamente nos últimos 15 anos; os cientistas o chamaram de Foulden Maar. Reconhecendo-o porquê uma mina de ouro científica, eles sempre o estudaram. Alguns também lutaram contra uma verdadeira mineradora que quer retire o tanque de manjar.

No novo estudo, os pesquisadores coletaram amostras de um núcleo de perfuração de 2009 que penetrou 100 metros para tocar o fundo do leito agora sequioso. Entre as camadas anuais esbranquiçadas de algas ricas em sílica que floresceram a cada primavera por 120.000 anos, alternando camadas pretas de material orgânica que caíam durante outras estações. Isso inclui inúmeras folhas de uma floresta subtropical perene. Eles são preservados tão perfeitamente que os cientistas podem ver veias e estômatos microscópicos, os poros através dos quais as folhas respiram e, simultaneamente, liberam chuva durante a fotossíntese. Ao contrário da maioria dos fósseis, as folhas também retêm sua formação química original. É o único repositório tão sabido no hemisfério sul e muito mais muito preservado do que os poucos depósitos semelhantes conhecidos no setentrião.

O Mioceno tem sido uma nascente de confusão para os pesquisadores do paleoclima. Acredita-se que as temperaturas médias médias foram de 3 a 7 graus C mais altas do que hoje, e o gelo praticamente desapareceu nos pólos. No entanto, muitos proxies, principalmente derivados de organismos marinhos, sugeriram que os níveis de CO2 eram de unicamente tapume de 300 partes por milhão, semelhantes aos da era pré-industrial, e não são suficientes para explicar esse aquecimento. . Com a evidência de supino CO2, os cientistas especularam que as medidas proxy anteriores deveriam ser desativadas.

células e estômatos de uma folha

segmento de uma folha mumificada, muito ampliada. Células epidérmicas individuais e estômatos em forma de boca podem ser produzidos, aberturas pelas quais a folha recebe dióxido de carbono e a chuva é liberada. (Tammo Reichgelt)

Com base no novo estudo i um relacionado anterior também no Foulden Maar, os pesquisadores puderam obter este congresso. Eles analisaram os isótopos de carbono das folhas de meia dúzia de espécies de árvores encontradas em vários níveis no lugar. Isso os ajudou a identificar o texto de carbono da atmosfera naquela idade. Eles também analisaram a geometria dos estômatos das folhas e outras características anatômicas, e os compararam com as folhas modernas. Combinando todos os dados em um padrão, eles descobriram que o CO2 atmosférico não era 300 ppm, mas tapume de 450, um bom resultado de combinação para dados de temperatura. Em segundo lugar, eles mostraram que as árvores eram muito eficientes em sugar carbono através de seus estômatos, sem filtrar muita chuva no mesmo caminho, um fator que todas as vegetação devem levar em consideração. Isso permitiu que eles crescessem em áreas marginais que, de outra forma, seriam muito secas para as florestas. Os pesquisadores dizem que essa maior eficiência se refletiu nas florestas de latitudes temperadas do setentrião, com suas superfícies muito maiores.

As emissões humanas reduziram os níveis de CO2 em tapume de 415 partes por milhão e quase certamente chegarão a 450 em 2040, idêntico ao sazonado pela floresta Foulden Maar. As estimativas do aumento de temperatura resultante ao longo de décadas e séculos variam, mas o novo estudo sugere que a maioria está no campo de futebol.

“Tudo se encaixa, tudo faz sentido”, disse o co-responsável do estudo William D’Andrea, um observador do paleoclima de Lamont-Doherty. Além de mostrar porquê as vegetação podem reagir diretamente ao CO2, “isso deve nos dar mais crédito sobre porquê as temperaturas vão mudar com os níveis de CO2”, disse ele.

Coautor do estudo Daphne Lee, um paleontólogo da Universidade de Otago, na novidade Zelândia, liderou o estudo do rico ecossistema de Foulden Maar depois que ele veio à tona. Mais recentemente, ela se tornou uma defensora inesperada do maar, quando uma empresa com proprietários na Malásia e no Reino unificado anunciou planos de retirar o tanque para usar porquê aditivo para porcos, patos e outros animais de subida intensidade. . Provavelmente com muitas outras descobertas, os cientistas ficaram horrorizados e se aliaram aos habitantes locais que temiam fragor e poeira. Câmara Municipal de Dunedin é agora tente comprar o terreno para protegê-lo.

O estudo também foi coautor de Ailín del Valdivia-McCarthy, um ex-estagiário de Lamont-Doherty; Bethany Fox, da Universidade de Huddersfield; Jennifer Bannister, da Universidade de Otago; John Conran, da Universidade de Adelaide; e William Lee da Universidade de Auckland.


Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!