2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Հանածո բույսերի և հնագույն կլիմայի փոփոխության միջև կապը հետազոտելու և գիտնականներին այսօր կլիմայի փոփոխության վերաբերյալ նոր պատկերացում կազմելու պոտենցիալ օգնելու համար, Ջոն Հոփքինսի համալսարանի և Կալիֆորնիայի Բերքլիի համալսարանի հետազոտողները դիմել են բրածո բույսերի հաջորդը: - հարազատները՝ ժամանակակից բույսեր։
Ժամանակակից բույսերի 176 տեսակների վերաբերյալ տվյալների ուսումնասիրության միջոցով հեղինակները գտել են ապացույցներ, որ բրածո բույսերը կարող են օգնել գիտնականներին պարզել ածխածնի աղբյուրները մթնոլորտում հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ, ինչը օգտակար պատկերացում կազմելու աղբյուր է: հնագույն կլիմայական պայմաններ. Այնուամենայնիվ, նրանց արդյունքները, որոնք վերջերս հրապարակվել են «Paleobiology»-ում, կասկածի տակ են դնում բրածո բույսերի և նախապատմական մթնոլորտում ածխածնի մակարդակների միջև պոտենցիալ ավելի անմիջական կապը:
«Մենք պետք է նկատի ունենանք, որ այս հնագույն օրգանիզմները գործել են ըստ իրենց սեփական էկոլոգիական օրակարգի», - ասում է Հոուփ Ջահրենը, Երկրի և մոլորակային գիտությունների օգնական Ջոնս Հոփքինսի պրոֆեսորը և հոդվածի հեղինակը: «Սակայն, այնտեղ դեռ շատ իմաստ կա. մենք պարզապես պետք է այն փնտրենք գործարանի տեսանկյունից»:
Ջահրենը և մյուս հեղինակները վերլուծել են այլ գիտնականների կողմից իրականացված 44 ժամանակակից բույսերի ուսումնասիրությունների տվյալները: Նրանք ընտրել են C3 բույսերի ուսումնասիրությունները՝ Երկրի վրա ամենահայտնի բույսն այժմ և վերջին չորս հարյուր միլիոն տարվա ընթացքում: C3 բույսերը ներառում են բոլոր ծառերը և որոշ խոտեր:
Գիտնականները խոստումնալից կապ են գտել օդում և բույսերում ածխածնի իզոտոպների հարաբերակցության միջև: Իզոտոպները տարրի ձևեր են, որոնք տարբերվում են միայն մեկ կամ մի քանի ենթաատոմային մասնիկների ավելացմամբ, որոնք հայտնի են որպես նեյտրոններ: Նույն տարրի տարբեր իզոտոպները, որոնք որոշվում են տարրի անունից հետո թվով, կարող են ունենալ տարբեր ֆիզիկական հատկություններ:
Բույսերը մթնոլորտից կլանում են և՛ ածխածնի 13, և՛ ածխածին 12 իզոտոպները՝ կապված ածխածնի երկօքսիդի հետ: Երբ բույսը ածխածինը տեղափոխում է ստոմատներից դեպի այն վայրերը, որտեղ այն պատրաստվում է ֆոտոսինթեզում օգտագործելու համար, ածխածինը 13-ը, որն ավելի ծանր է նեյտրոնի կողմից, ավելի դանդաղ է շարժվում՝ բաժանելով երկու իզոտոպները::
Հաշվի առնելով ածխածնի 13-ի և ածխածնի 12-ի հարաբերակցությունը գործարանում, գիտնականները պարզեցին, որ մի քանի մաթեմատիկական հաշվարկներ կարող են ճշգրիտ պատկերացում կազմել մթնոլորտում այդ իզոտոպների հարաբերակցության մասին: Հարաբերակցությունն ավելի թույլ է չոր և անապատային միջավայրերում և խոտհարքներում, բայց, ըստ Ջահրենի, դեռևս պոտենցիալ օգտակար գործիք է:
«Չնայած սա մեզ ընդհանուր արժեք չի տալիս, թե որքան CO2 է եղել մթնոլորտում, այն մեզ ուժեղ տպավորություն է թողնում ածխածնի ցիկլի կարգավիճակի մասին ցանկացած պահի», - բացատրում է Ջահրենը: «Կարգավիճակ ասելով ես նկատի ունեմ, թե որ ածխածնային ավազաններն են նպաստում, որ ջրավազանները՝ ոչ, եղե՞լ են որևէ կտրուկ փոփոխություն, և որ ջրավազանները կարող են ներգրավված լինել այդ կտրուկ փոփոխությունների մեջ:«
Շրջակա միջավայրում ածխածնի շատ պաշարներ կազմված են ածխածնի իզոտոպների յուրահատուկ խառնուրդից: Ջահրենի լաբորատորիան, օրինակ, գտել է ապացույցներ, որոնք այժմ վերանայվում են հրապարակման համար, որոնք ենթադրում են ածխածնի արտանետում շրջակա միջավայր 115 միլիոն տարի առաջ կլաթրատներից՝ օվկիանոսների հատակին մեթանի հանքավայրերից::
«Սա ածխածնի մեծ ռեզերվուար է, որը մենք մարդկային ժամանակներում կտրուկ փոփոխություն չենք տեսել, բայց այս միջոցների միջոցով մենք կարող ենք ճանաչել նրան որպես ածխածնի ցիկլի հիմնական խաղացող երկրաբանական ժամանակի ընթացքում», - նշում է նա: «Դա ավելի նուրբ հարց է, քան այն, թե որքան CO2 կա մթնոլորտում, բայց այն ավելի մոտ է այն ամենին, ինչ մենք ուզում ենք իմանալ այն մասին, թե ինչպես է ածխածինը բնակվում երկրագնդի քիմիական ոլորտներում և ինչպես է դա ազդում կլիմայի վրա»::
Բույսերի և նրանց միջավայրի վերաբերյալ տվյալները բացահայտեցին մի շարք գործոններ, որոնք կարող են խաթարել կապը մթնոլորտում և գործարանում ածխաթթու գազի մակարդակների միջև:
«Ջուրը լավ օրինակ է:Բույսերը մթնոլորտից ածխածին են ընդունում իրենց մակերևույթի բացվածքների միջոցով, որոնք կոչվում են ստոմատա», - ասում է Ջահրենը: «Բայց նաև ջուրը դուրս է գալիս բույսից: Երբ մթնոլորտում ցածր խոնավություն է, ստամոքսի ջուրը, բնականաբար, գոլորշիանում է և դուրս գալիս, և բույսերը կփակեն իրենց ստոմատները՝ դա կանխելու համար՝ նվազեցնելով ածխածնի ընդունումը»::
Այդ գտածոն այնքան էլ հիասթափեցնող չէր, նշում է Ջահրենը, քանի որ չոր միջավայրերը սովորաբար չեն տալիս բույսերի բրածոներ: Սակայն այլ երևույթներ, որոնք ավելի տարածված են բրածո ձևավորող միջավայրերում, նույնպես փոխում են ածխածնի ընդունումը, ներառյալ հողում աղի մակարդակը, լույսի մակարդակը, ջերմաստիճանի ծայրահեղությունները և խոնավությունը:
Չնայած կարող է լինել առանձին տեսակ, որը ցույց է տալիս մթնոլորտային ածխածնի պակաս փոփոխական ընդունում, արդյունքները ցույց են տալիս, որ բույսերի բաղադրությունը որպես ամբողջություն սովորաբար չի արտացոլում ածխածնի մակարդակը մթնոլորտում:
Թղթի գլխավոր հեղինակը Նան Քրիսթալ Արենսն էր՝ Կալիֆորնիայի Բերկլիի համալսարանի ինտեգրատիվ կենսաբանության ասիստենտ: Ռոնալդ Ամունդսոնը, Բերկլիի Կալիֆորնիայի համալսարանի հողագիտության պրոֆեսորը, նույնպես հեղինակ էր:
