연구에 따르면 우리를 둘러싸고 있는 모든 관목, 덩굴 및 나무는 대기에서 과도한 탄소를 흡수하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 어느 시점에서 식물은 너무 많은 탄소를 흡수하여 기후 변화에 대처하는 데 도움의 손길이 줄어들기 시작합니다. 정확히 언제 이런 일이 일어날까요? 과학자들은 이 질문에 대한 답을 찾기 위해 노력하고 있습니다.
20세기 초 산업혁명이 시작된 이래 인간 활동으로 인한 대기 중 탄소의 양이 급증했습니다. Trends in Plant Science에 게재된 저자들은 컴퓨터 모델을 사용하여 동시에 광합성이 30% 증가했음을 발견했습니다.
연구 저자이자 호주 제임스 쿡 대학교(James Cook University)의 생태 생리학자인 Lukas Chernusak은 "어두운 하늘에 있는 한 줄기 빛과 같습니다."라고 말합니다.
어떻게 결정되었습니까?
Chernusak과 동료들은 2017년의 환경 연구 데이터를 사용하여 얼음 코어와 공기 샘플에서 발견되는 황화카르보닐을 측정했습니다. 이산화탄소 외에도 식물은 자연 탄소 순환 동안 황화 카르보닐을 흡수하며 이는 종종 전 지구적 규모의 광합성을 측정하는 데 사용됩니다.
“육지 식물은 우리 배출량의 약 29%를 흡수하며, 그렇지 않으면 대기 CO2 농도에 기여할 것입니다. 우리 모델의 분석은 탄소 격리 과정을 주도하는 육상 광합성의 역할이 대부분의 다른 모델이 제안한 것보다 더 크다는 것을 보여주었습니다.”라고 Chernusak은 말합니다.
그러나 일부 과학자들은 광합성을 측정하는 방법으로 황화 카르보닐을 사용하는 것에 대해 확신하지 못합니다.
Kerry Sendall은 다양한 기후 변화 시나리오에서 식물이 어떻게 자라는지 연구하는 Georgia Southern University의 생물학자입니다.
식물에 의한 황화카르보닐 흡수는 식물이 받는 빛의 양에 따라 달라질 수 있기 때문에 Sendall은 연구 결과가 "과대평가되었을 수 있다"고 말합니다.
더 푸르고 두꺼워진
광합성이 얼마나 증가했는지에 관계없이 과학자들은 과잉 탄소가 식물의 비료로 작용하여 성장을 가속화한다는 데 동의합니다.
"나무의 잎사귀가 더 빽빽해지고 나무가 더 빽빽해졌다는 증거가 있습니다."라고 Cernusak은 말합니다.
Oak Ride National Laboratory의 과학자들은 식물이 증가된 CO2 수준에 노출되면 잎의 기공 크기가 증가한다는 점에 주목했습니다.
Sendall은 자신의 실험 연구에서 식물이 정상적으로 받는 이산화탄소 양의 두 배에 노출되도록 했습니다. 이러한 조건에서 Sendall의 관찰에 따르면 잎 조직의 구성이 초식 동물이 먹기가 더 어려워지는 방식으로 변경되었습니다.
티핑 포인트
대기 중 CO2 수준이 상승하고 있으며 결국 식물이 이에 대처할 수 없을 것으로 예상됩니다.
Oak Ride National Laboratory는 웹사이트에서 "대기 CO2 증가에 대한 탄소 흡수원의 반응은 현재까지 지구 탄소 순환 모델링에서 가장 큰 불확실성으로 남아 있으며 기후 변화 예측의 불확실성의 주요 동인입니다."라고 말합니다.
경작이나 농업을 위한 개간과 화석 연료 배출은 탄소 순환에 가장 큰 영향을 미칩니다. 과학자들은 인류가 이 일을 멈추지 않는다면 전환점이 불가피할 것이라고 확신합니다.
Western University의 생태생리학자인 Daniel Way는 "더 많은 탄소 배출이 대기에 갇힐 것이고 농도가 급격히 증가하는 동시에 기후 변화가 더 빨리 발생할 것"이라고 말했습니다.
Что мы можем сделать?
일리노이 대학과 농무부의 과학자들은 더 많은 탄소를 저장할 수 있도록 식물을 유전자 변형하는 방법을 실험하고 있습니다. rubisco라는 효소는 광합성을 위해 CO2를 포집하는 역할을 하며 과학자들은 이를 보다 효율적으로 만들고자 합니다.
변형된 작물에 대한 최근의 실험에 따르면 루비스코의 품질을 높이면 수확량이 약 40% 증가하지만 대규모 상업적 규모로 변형된 식물 효소를 사용하면 XNUMX년 이상이 걸릴 수 있습니다. 지금까지 테스트는 담배와 같은 일반적인 작물에만 수행되었으며 rubisco가 가장 많은 탄소를 격리하는 나무를 어떻게 변화시킬지는 확실하지 않습니다.
2018년 XNUMX월, 환경 단체들은 샌프란시스코에서 모여 “기후 변화에 대한 잊혀진 해결책”이라고 말하는 삼림 보존 계획을 수립했습니다.
Cernusak은 “정책 입안자들은 육상 생물권이 현재 효율적인 탄소 흡수원으로 기능하고 있음을 인식함으로써 우리의 발견에 응답해야 한다고 생각합니다.”라고 말합니다. "가장 먼저 해야 할 일은 산림을 보호하기 위한 즉각적인 조치를 취하여 탄소를 계속 격리하고 에너지 부문의 탈탄소화 작업을 즉시 시작할 수 있도록 하는 것입니다."