دراسة جديدة تكشف أن الكرة الأرضية تقترب من الوصول إلى النقطة الحرارية الحرجة

على مدى العقود القليلة الماضية، امتص المحيط الحيوي كمية من الكربون أكثر مما أطلقه، مما يمنع ثلث انبعاثات الكربون التي يسببها الإنسان من دخول الغلاف الجوي.

وحدد الفريق عتبة درجة الحرارة التي ستطلق النباتات بعدها كمية من الكربون أكثر مما تمتصه، حيث لاحظ الباحثون انخفاضاً حاداً في التمثيل الضوئي فوق عتبة درجة الحرارة هذه في كل منطقة حيوية تقريباً في جميع أنحاء العالم، حتى بعد إزالة عوامل أخرى مثل الماء وضوء الشمس.

وقالت مؤلفة الدراسة الرئيسية كاثرين دافي: "تعاني الأرض من حمى تتزايد باطراد، ومثل جسم الإنسان إلى حد كبير، نعلم أن كل عملية بيولوجية لها نطاق من درجات الحرارة التي تناسبها على النحو الأمثل، وتلك التي تتدهور الوظيفة فوقها، لذا أردنا أن نسأل، إلى أي مدى يمكن أن تصمد النباتات؟"

استنادًا إلى بيانات من أكبر شبكة مراقبة مستمرة للكربون في العالم، قرر الخبراء أن ما يصل إلى نصف النظم البيئية للأرض ستنتقل من مصارف للكربون إلى مصادر للكربون بحلول نهاية القرن.

ومع ذلك، تتوقع الدراسة أيضاً أن النظم البيئية التي تخزن معظم الكربون، مثل الغابات المطيرة وغابات التايغا، يمكن أن تفقد أكثر من 45 في المائة من قدراتها على امتصاص الكربون بحلول منتصف القرن.

هذا البحث هو الأول من نوعه الذي يضع عتبة درجة حرارة لعملية التمثيل الضوئي بناءً على بيانات الرصد على نطاق عالمي، وأوضحت دافي: "نحن نعلم أن درجة الحرارة المثلى للبشر تقع عند حوالي 37 درجة مئوية، لكننا في المجتمع العلمي لا نعرف ما هي تلك المثالية بالنسبة للمحيط الحيوي الأرضي".

ومن أجل التحقيق، طور العلماء طريقة جديدة تسمى نظرية معدل الجزيئات الكبيرة، والتي تستند إلى مبادئ الديناميكا الحرارية، حيث سمحت هذه الطريقة للباحثين بتوليد منحنيات درجة حرارة لكل منطقة حيوية رئيسية في العالم.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة جورج كوخ: "تختلف الأنواع المختلفة من النباتات في تفاصيل استجاباتها لدرجة الحرارة، لكن جميعها تظهر انخفاضاً في عملية التمثيل الضوئي عندما يصبح الجو دافئًا جداً".

وحالياً، يعاني أقل من 10 في المائة من جميع النظم البيئية الأرضية من درجات حرارة تتجاوز الحد الأقصى للتمثيل الضوئي، ومع ذلك، وحسب المعدل الحالي للانبعاثات، يمكن أن يتعرض ما يصل إلى نصف الغلاف الحيوي الأرضي إلى درجات حرارة تتجاوز عتبة الإنتاجية بحلول منتصف القرن.