При концентрация на въглероден диоксид от 600 частици на милион в атмосферата, първоначалният ефект върху растенията е положителен. Въглеродният диоксид като основен хранителен източник стимулира бърз и неконтролиран растеж на дърветата.

Този процес обаче има и негативна страна – натрупването на парникови газове причинява рязко глобално затопляне.

Атмосферата губи влага и извлича вода директно от листата, стъблата и стволовете. Това води до рязко увеличаване на смъртността при растенията и оредяване на горите. Проникването на повече слънчева радиация и топлина до земята ускорява този процес необратимо.

Умерените видове отстъпват място на сухоустойчиви (ксерофитни) и топлолюбиви (термофилни) растения. Орехите, брястовете и брезите се заменят с палми и пустинни храсти.

Подобен сценарий се е развил в средните и високите ширини на планетата преди 56 милиона години. Ново проучване, публикувано в Science и цитирано от El País, подчертава тревожните прилики между тогавашните събития и днешните промени в горите.

Геолозите и палеоботаниците наричат този период Палеоцен-еоценски термален максимум (PETM). Предизвикан от рязко покачване на атмосферния въглероден диоксид, вероятно с вулканичен произход, той отключва глобално затопляне, което повишава температурите с над 5°C.

Въздействието е до такава степен дълбоко, че маркира края на една геоложка епоха (палеоцен) и началото на друга (еоцен). Това е и един от примерите, които скептиците относно климатичните промени често използват, за да докажат, че климатът на планетата винаги е преминавал през цикли.

Plant Doctor: Изкуственият интелект, който лекува дърветата в големите градове

Днес нивата на CO2 продължават да се увеличават и достигат 423 частици на милион. Както преди 56 милиона години, сушите зачестяват, атмосферата е по-суха от векове, много растителни и животински видове изчезват, ландшафтът се променя, а океаните се подкиселяват.

Основната разлика е в скоростта – докато PETM се е развивал хиляди години, днешното антропогенно затопляне настъпва само за десетилетия.

Какво точно губят горите?

Ригън Дън, изследовател в Природонаучния музей на окръг Лос Анджелис и водещ автор на проучването, обяснява пред El País, че по време на Палеоцен-еоценския термален максимум горите в днешния щат Уайоминг са изгубили средно 35% от своя индекс на листна площ.

Това не означава, че гората е изчезнала, а че е загубила около една трета от листната си покривка, която е ключова за екологичните процеси. В резултат до почвата достига повече слънчева светлина, температурите се повишават, водните изпарения в атмосферата намаляват и способността на гората да регулира климата и да съхранява въглерод отслабва.

Този упадък не е ограничен само до Северна Америка, а е засегнал всички средни и високи ширини на планетата, доминирани от умерени гори както тогава, така и днес.

Постепенно тези гори са отстъпили място на екосистеми, наподобяващи днешния средиземноморски ландшафт или сухите тропически региони като бразилското серадо.

Може ли AI да реши един от големите климатични проблеми на авиацията?

Традиционните фосилни записи ясно показват крайната промяна във флората, но не отразяват добре самия преход. Затова екипът на Дън разработва иновативен метод. Учените възстановяват древните корони на дърветата чрез измерване на формата на микроскопични епидермални клетки (фитолити) по вкаменените листа. Тези клетки променят формата си според количеството слънчева светлина – растящите на дълбока сянка са по-издължени от тези, изложени на пряко слънце.

След като валидират модела си чрез анализ на листна маса от над 20 съвременни гори и джунгли, изследователите изчисляват с точност изтъняването на листната покривка по време на PETM. Те планират да приложат този метод и върху ключови геоложки обекти в Испания (като Сумая и басейна Тремп-Граус), за да изградят глобална картина на растителната трансформация през този климатичен период.

В резултат на тези древни промени ландшафтът се трансформира напълно. Умерените видове са заменени от топлолюбиви дървета, храсти, секвои и различни видове палми. Тази промяна води до появата на нови животински видове, по-добре адаптирани към по-суровата среда.

Елън Курано, палеоботаник в Университета на Уайоминг и съавтор на изследването, подчертава, че разбирането на тези процеси е от ключово значение днес. Според нея излишъкът от CO2 е пагубен за горите, тъй като съпътстващите го затопляне и суша отслабват дърветата и водят до масова гибел.

Тя отбелязва, че паралелите между миналото и настоящето са очевидни. Изследването показва, че при високи нива на въглероден диоксид дървесните корони се разреждат, големите дървета изчезват и това променя климатичния и хранителния цикъл на планетата. Днес учените наблюдават същите промени в съвременните гори, особено в Амазонка. Фосилните записи от Уайоминг предоставят не само поглед към миналото, но и ясна картина за бъдещето на Земята.