Misterul carbonului dispărut

Carbonul, sub formă de CO2, este eliberat în atmosferă de buştenii în flăcări şi ajută la întreţinerea circuitului său natural. Copacii, culturile, fitoplanctonul, toate absorb CO2 pentru a se dezvolta. E un mecanism elegant şi esenţial -, exceptînd faptul că noi, oamenii, încurcăm lucrurile! Foto: Peter Essick

Omenirea aruncă în atmosferă 8 miliarde de tone de carbon anual. Mai puţin de jumătate rămîne acolo. Dar, în joc fiind climatul global, se naşte o întrebare arzătoare: Unde e restul?

Se vede clar pe monitor: pădurea respiră. Lumina verii tîrzii străbate coroanele verzi ale copacilor cînd Steven Wofsy deschide o baracă dintr-o pădure din Massachusetts şi intră într-o cameră ticsită cu echipament, într-o încîlceală de cabluri şi furtunuri.
Aparatele monitorizează funcţiile vitale ale unei mici porţiuni din Pădurea Harvard, din centrul statului. Pe un cadran pîlpîie numere roşii strălucitoare. Ele arată concentraţia de dioxid de carbon din imediata apropiere a coronamentului copacilor de lîngă baracă, unde senzorii, plasaţi pe un stîlp de oţel de 30 de metri, “adulmecă” aerul. Cifrele sînt surprinzător de mici pentru începutul secolului al XXI-lea: în jur de 360 de părţi pe milion (ppm), cu 10 mai puţin decît media globală. E meritul copacilor. Stînd la soare, ei inhalează dioxid de carbon şi-l transformă în frunze şi lemn.
În timp ce se hrăneşte, acest pîlc de pini, stejari şi arţari contracarează o mică parte a unei mari schimbări globale, generate de umanitate. Porneşte maşina, aprinde lumina, reglează termostatul sau fă aproape orice şi adaugi dioxid de carbon în atmosferă. Cărbunele, petrolul şi gazele naturale, bazele economiei industriale moderne, toate conţin carbon inhalat de plante cu sute de milioane de ani în urmă – carbon ce se întoarce acum în atmosferă prin coşurile de fum şi ţevile de eşapament, alături de emisiile datorate pădurilor incendiate pentru crearea de terenuri agricole în ţările sărace. Dioxidul de carbon este cel mai important dintr-o serie de gaze, provenite din activitatea umană, care sporesc capacitatea atmosferei de a reţine căldura. (Printre celelalte se numără metanul de la vite, din orezării şi din gropile de gunoi şi clorofluorocarburile din unele frigidere şi aparate de aer condiţionat). Puţini cercetători se mai îndoiesc de faptul că această încălzire a atmosferei, datorată efectului de seră, se întîmplă deja. Topirea gheţarilor, primăverile mai timpurii şi  o creştere constantă a temperaturii medii globale sînt doar cîteva dovezi în acest sens.
De fapt, ar trebui să fie mai rău. În fiecare an, activitatea umană eliberează în atmosferă cam 8 miliarde de tone de carbon: 6,5 miliarde din combustibili fosili şi 1,5 miliarde din despăduriri. Însă mai puţin de jumătate din acest total, 3,2 miliarde de tone, rămîne în atmosferă pentru a încălzi planeta. Unde e restul carbonului? “Este, într-adevăr, un mare mister” – spune Wofsy, un cercetător al atmosferei la Harvard. Punctul său de cercetare, din Pădurea Harvard, sigur nu e singurul loc în care natura inspiră adînc, ajutîndu-ne să ne salvăm de noi înşine. Pădurile, păşunile şi apele oceanului trebuie să acţioneze ca puncte de pierdere de carbon. Ele recuperează circa jumătate din dioxidul de carbon pe care-l emitem, încetinind accesul său în atmosferă şi întîrziind efectele asupra climatului.
Cine s-ar putea plînge? Deocamdată, nimeni. Însă problema este că cercetătorii nu pot fi siguri că această binecuvîntare va dăinui sau dacă, pe măsură ce planeta continuă să se încălzească, ea nu va deveni chiar un blestem, dacă pădurile şi alte ecosisteme se vor transforma din absorbante ale carbonului în surse ale acestuia, eliberînd mai mult carbon în atmosferă decît vor absorbi. Îndoielile i-au trimis pe cercetători în păduri şi pe cîmpii, în tundră şi la mări, să dea de urma carbonului lipsă şi să înţeleagă dispariţia lui.
Şi nu e doar un fel de curiozitate ştiinţifică. Verile tot mai aride, furtunile tot mai puternice, schimbarea ciclurilor precipitaţiilor şi migrarea unor specii -posibila dispariţie a unei specii de arţar din Noua Anglie – sînt cîteva dintre schimbările mai blînde pe care le poate provoca încălzirea globală. Iar civilizaţia umană este pe cale să mai adauge între 200 şi 600 de părţi pe milion de dioxid de carbon în atmosferă pînă la sfîrşitul secolului. La acel nivel, spune specialistul în ecologie Steve Pacala, de la Universitatea Princeton, “tot felul de lucruri teribile s-ar putea întîmpla”. Recifele de corali ar putea dispărea; deşerturile s-ar putea extinde; curenţii care transportă căldura dinspre tropice către regiunile nordice şi-ar putea schimba traseele, răcind poate Insulele Britanice şi Scandinavia, în vreme ce restul globului ar continua să se încălzească.
Dacă natura va înceta să absoarbă o parte din dioxidul nostru de carbon în exces, ne-am putea confrunta cu schimbări dramatice chiar înainte de anul 2050, un dezastru prea apropiat ca să mai poată fi evitat. Dacă însă punctele de absorbţie a carbonului se vor menţine sau chiar vor creşte, am mai putea avea cîteva decenii în plus pentru a găsi alternative la sursele de energie producătoare de carbon din economia globală. Unii cercetători şi ingineri cred că, prin înţelegerea punctelor naturale de absorbţie a carbonului, s-ar putea să le sporim sau chiar să ne creăm propriile locuri în care să îngropăm această ameninţare.

Baza acestor speranţe şi temeri este un ciclu natural la fel de real ca propria ta respiraţie şi la fel de abstract ca şi cifrele instrumentelor lui Wofsy. În anul 1771, un pastor englez a dibuit mecanismele-cheie ale ciclului natural al carbonului. Printr-o serie de experimente ingenioase, Joseph Priestley a descoperit că flăcările şi respiraţia animalelor “strică” aerul de sub un clopot de sticlă închis ermetic, făcîndu-l irespirabil. Însă o mlădiţă verde de mentă, a descoperit el, îi poate restabili calităţile. Priestley nu a putut numi gazele responsabile de proces, dar astăzi ştim că focul şi respiraţia consumă oxigen şi produc dioxid de carbon. Menta inversa ambele procese. Fotosinteza foloseşte dioxidul de carbon, îl transformă în ţesuturi vegetale şi eliberează oxigen ca produs secundar.
Lumea e doar un clopot de sticlă mai mare. Zeci de miliarde de tone de carbon se perindă anual între pămînt şi atmosferă, eliberate de vieţuitoare prin respiraţie şi descompunere şi folosite de plantele verzi, care produc oxigen. Un trafic similar de carbon are loc în apele oceanului, între plantele şi animalele marine. Aproape o sută de miliarde de tone de carbon difuzează înainte şi înapoi, între ocean şi atmosferă.
Comparate cu aceste vaste schimburi naturale, cele cîteva miliarde de tone de carbon pe care oamenii le eliberează anual în atmosferă par neînsemnate. Totuşi, la fel ca un deget pus pe o balanţă, contribuţiile noastre constante aruncă ciclul natural în dezechilibru. Rezerva de carbon a atmosferei creşte: nivelul său de dioxid de carbon a crescut cu 30% de pe vremea lui Priestley.
Pieter Tans este unul din cercetătorii care încearcă să explice de ce aceste cifre nu sînt chiar mai rele. Într-un laborator al Agenţiei Naţionale pentru Oceane şi Atmosferă (NOAA), din Colorado, Tans şi colegii săi trag concluzii pe baza unor urme foarte subtile. Ei măsoară diferenţele la minut dintre concentraţiile de dioxid de carbon din probe de aer colectate din zeci de puncte de pe glob.
În sticle de 2,5 litri, aceste eşantioane de aer sînt îngrămădite lîngă unul din pereţii laboratorului lui Tans. Cum circulaţia atmosferică răspîndeşte dioxidul de carbon aproape uniform în jurul planetei, concentraţiile din sticle nu diferă cu mai mult de o fracţiune de procent. Însă aceste mici diferenţe oferă indicaţii asupra modelului global al emisiei şi absorbţiei de dioxid de carbon. Cercetătorii au calculat, de pildă, că dioxidul de carbon ar trebui să se acumuleze în emisfera nordică, unde se află cele mai multe autovehicule şi cea mai mare industrie. Însă probele de aer arată o diferenţă mai mică decît cea aşteptată între Nord şi Sud. Asta înseamnă, spune Tans, că “trebuie să existe o mare pierdere de carbon în emisfera nordică”.
Alte urme din eşantioane dovedesc acelaşi lucru. Atît oceanul, cît şi plantele de pe uscat fură dioxid de carbon din atmosferă. Dar lasă în urma lor amprente diferite. Deoarece plantele eliberează oxigen cînd absorb dioxid de carbon, o zonă de pierdere de plante ar conduce la o creştere de oxigen. Cînd însă dioxidul de carbon se dizolvă în ocean, nu se adaugă oxigen în atmosferă.
Plantele care absorb dioxid de carbon schimbă, de asemenea, şi ce lasă în urma lor. Aceasta deoarece plantele preferă gazul care conţine  C 12, un izotop mai uşor al atomului de carbon. Gazul respins, conţinînd C 13, se acumulează în atmosferă. În schimb, oceanul nu face discriminări, lăsînd neschimbat raportul celor doi izotopi. Din aceste indicii, Tans şi alţii au arătat că, în vreme ce oceanul absoarbe aproape jumătate din carbonul care nu iese la socoteală – 2 miliarde de tone -, zona de pierdere din emisfera nordică pare să fie treaba plantelor de uscat. În medie, ele absorb anual peste 2 miliarde de tone de carbon.
Pădurile, precum cea a lui Wofsy, sînt unul dintre locurile în care se întîmplă acest lucru. Instrumentele de pe turnul său urmăresc aerul de deasupra coroanelor copacilor, mişcat de vînt şi de căldura soarelui. La fiecare pală de vînt care trece pe lîngă turn, senzorii măsoară conţinutul de dioxid de carbon. Teoria e simplă, spune Wofsy: “Dacă o unitate de aer ce se mişcă în sus are mai puţin dioxid de carbon decît una care se mişcă în jos, înseamnă că dioxidul de carbon e stocat în pădure.”

Cantitatea se schimbă rapid. “Strălucirea solară, poate temperatura, precipitaţiile de săptămîna trecută – toţi aceşti factori afectează ceea ce face pădurea oră de oră” – spune el. Chiar şi un nor trecător poate inhiba fotosinteza, diminuînd apetitul de carbon al copacilor. Iarna, cînd frunzele cad şi putrezesc, mai mult dioxid de carbon – produs prin respiraţia plantelor şi descompunere – se scurge înapoi, din pădure în atmosferă. Totuşi, timp de peste zece ani, bilanţul miliardelor de măsurători este pozitiv. Pădurea Harvard cerne carbon din atmosferă.
Aceasta se vede în copaci şi pe solul pădurii. Grupul lui Wofsy măsoară creşterea copacilor, a adunat şi cîntărit ramurile şi frunzele căzute şi a amplasat cazane pentru a le colecta. Ideea a fost să măsoare exact cît de mult lemn care conţine carbon şi altă materie organică s-a adunat în pădure şi să vadă dacă rezultatul se potriveşte cu cel al măsurătorilor de gaze. S-a potrivit. Fiecare hectar de pădure a absorbit circa două tone de carbon pe an, din atmosferă, aducîndu-şi umila contribuţie la contracararea efectului de seră.
Alte păduri din zone experimentale din estul SUA se îngraşă la fel de bine. Nu e o surpriză, spune Wofsy. “În estul SUA, în general, vîrsta normală a unei păduri este de 40-60 de ani. Este exact genul de pădure în creştere.”
De fapt, actuala Pădure Harvard are o dată de naştere precisă: 1938, cînd un uragan s-a năpustit dinspre Atlantic şi a făcut una cu pămîntul fostele pîlcuri de copaci. În alte părţi ale SUA, oamenii au jucat rolul uraganelor, defrişînd pentru agricultură mari suprafeţe. Abandonat la începutul secolului al XX-lea, pe măsură ce agricultura s-a mutat spre vest, în prerii, pămîntul e redat din nou pădurii. Copacii, încă tineri, devin mai înalţi şi mai solizi, acumulînd lemn tot mai dens. An după an, această alchimie lentă depozitează carbon.
Şi mai mult din carbonul lipsă s-ar putea ascunde în vestul SUA. Cîndva, incendiile măturau regulat preriile, regenerîndu-le şi distrugînd arbuşti ca mesquite, ienupărul şi stejarul pitic. Deceniile de politici anti-incendii au avut ca efect stingerea rapidă a celor mai neînsemnate focuri, permiţînd dezvoltarea tufişurilor. Practica a întrerupt ciclul natural al preriilor, ducînd la apariţia unei vegetaţii lemnoase şi masive, care alimenta incendii  mai mari şi mai distructive. S-ar putea însă ca ea să fi creat, în acelaşi timp, un depozit major de carbon. Pe ansamblul SUA, pădurile şi zonele cu tufişuri din cele 48 de state ar putea absorbi o jumătate de miliard de tone de carbon, cam cu mai mult de o treime din totalul emisiilor autovehiculelor şi fabricilor, la nivel naţional. Este un dar imens, spune Wofsy: “E de cel puţin patru ori mai mult faţă de ce au încercat să facă la Kyoto” – tratatul asupra climatului pe care SUA au refuzat să-l ratifice.
Asta lasă peste 1,5 miliarde de tone de carbon lipsă doar în emisfera nordică. Pădurile mature, cum sînt cele tropicale sau marea centură de păduri de conifere din Alaska şi Canada, probabil nu ne ajută, deoarece au ajuns într-un stadiu de echilibru, în care nu mai absorb dioxid de carbon pentru creştere, decît cel eliberat prin respiraţie. Însă zonele forestiere amenajate din Europa, noile păduri plantate în China şi cele care cresc din nou în Siberia, după decenii de exploatare, ar putea prelua încă o jumătate de miliard de tone, spun cercetătorii.
Apoi există o schimbare în Nordul îndepărtat, unde măsurătorile din satelit de-a lungul ultimilor 20 de ani au arătat că vegetaţia devine mai abundentă şi are parte de un sezon de creştere mai lung. Băştinaşii din zona arctică nord-americană remarcă o nouă luxurianţă a tundrei, în care copacii cîndva  piperniciţi, ca mesteacănul pitic, salcia sau arinul, cresc acum mai înalţi. Motivul e simplu, spune Pacala, de la Princeton: “Acolo încălzirea e aproape palpabilă”.

În vreme ce planeta, în ansamblu, din anul 1900, a cunoscut o încălzire de 0,6∞C, în unele părţi din Alaska temperatura a crescut cu 3∞C. Brad Griffith studiază renii la Universitatea din Alaska, Fairbanks, unde a observat o schimbare a iernilor. El îşi aminteşte de zilele senine şi reci şi de zăpada prăfoasă. “Nu era niciodată umezeală, nu erau nori; nu trebuia să-ţi cureţi parbrizul.” Acum iernile sînt mai calde, mai umede. Tufişurile de pe Versantul Nordic se pare că adoră schimbarea, iar Griffith a constatat că vegetaţia mai abundentă le oferă renilor nou-născuţi şanse mai mari de supravieţuire.
Acestea sînt veştile bune din nord: în mod ironic, tocmai încălzirea globală poate ajuta la prevenirea unei şi mai mari încălziri, accelerînd creşterea copacilor care absorb carbonul. Însă pe celălalt taler al balanţei se află semnalele de alarmă – care arată că în curînd ecosistemele nordice s-ar putea întoarce împotriva noastră. Pînă la urmă, încălzirea Nordului îndepărtat ar putea avea ceea ce oamenii de ştiinţă numesc un efect de feedback pozitiv, în care încălzirea ar putea genera noi valuri de dioxid de carbon emanat în atmosferă, care să ducă la o temperatură mai mare.
Semnele îngrijorătoare încep să se vadă din avioanele care se apropie de Anchorage. Pe ruta lor ce ocoleşte Peninsula Kenai, lată de 160 km, apar găuri urîte, cenuşii, în bolta verde închis a molizilor de dedesubt. De la începutul anilor ’90, gîndacii (Dendroctonous rufipennis) au început să iasă la rampă în Kenai, distrugînd molizii pe mai bine de 800.000 de hectare. “Este cea mai mare zonă unitară cu copaci distruşi de insecte în America de Nord. O astfel de invazie n-a existat în ultimii 250 de ani” – spune Glenn Juday, ecolog forestier la Universitatea din Alaska.
Acest imens număr de copaci morţi îşi va trimite, în cele din urmă, carbonul înapoi în atmosferă, cînd vor putrezi sau vor arde. De vină e o încălzire a climatului, cred Juday şi alţii. Căldura le prieşte gîndacilor, accelerîndu-le ciclul vital şi sporindu-le şansele de supravieţuire peste iarnă. Şi, aşa cum a descoperit Juday în zona sa de studiu, căldura deranjează, de asemenea, copacii rezistenţi ai Nordului, scăzîndu-le capacitatea de a lupta împotriva dăunătorilor.
La 435 de kilometri nord de Kenai, la vest de Fairbanks, parcela de pădure Parks Loop pare, pentru necunoscători, că prosperă. Însă Juday, care vreme de 15 ani a lucrat în această pădurice, cu molizi albi înalţi de 30 de metri, este îngrijorat. Zăpezile mai umede, mai grele, au rupt crengile şi coroanele copacilor. În plus, au fost atacaţi de un parazit nou pentru nordul Alaskăi, viermele Choristoneura fumiferana.
Prima apariţie a viermelui în regiune s-a înregistrat în 1989 şi Juday crede că de vină e din nou climatul mai cald. Ramurile portocalii, bolnave, aflate la înălţime în copaci, şi puieţii zdrenţăroşi, plini de pupe negre, demonstrează că viermii sînt încă acolo şi lucrează. “Era o parcelă frumoasă şi sănătoasă de molid alb” – spune Juday. Dar au murit atît de mulţi copaci, încît bolta lor densă s-a deschis, iar muşchii ce creşteau pe solul umbrit au făcut loc ierburilor iubitoare de soare.
Nu e vorba doar de zăpadă şi dăunători. Pe ciotul zimţuit al unui copac căzut recent, Juday îmi arată o altă urmă a încălzirii. Inelele de creştere ale acestui copac de 200 de ani sînt groase spre centrul butucului, însă cele exterioare, reprezentînd ultimele decenii de viaţă, sînt subţiri ca nişte foi de plăcintă. Juday crede că această încetinire a creşterii s-a datorat verilor mai fierbinţi. Inelele subţiri indică faptul că arborii trec o perioadă grea, cu lipsă de apă în sezonul cald.
După această descoperire, grupul lui Juday a studiat carote din molizi negri, altă specie majoră din Alaska. Şi aceştia cresc mai încet în anii călduroşi, datorită lipsei umezelii. Viitorul pădurilor nordice ar putea fi sumbru. Dacă Alaska va continua să se încălzească cu rata estimată de unele modele climatice, analizele lui Juday prevăd o “creştere zero a molidului alb” pînă în 2090. Dacă va fi aşa, pădurea boreală cum o cunoaştem acum nu va mai exista. Cantităţi importante de dioxid de carbon ar putea fi eliberate în atmosferă de cadavrele vechilor păduri.

În  Nordul îndepărtat, un aport şi mai mare de gaze cu efect de seră ar putea veni din sol. Într-o pădure întunecată de molizi negri din lunca largă a Rîului Tanana, la sud de Fairbanks, Jamie Hollingsworth, care administrează un sit de cercetări ecologice al Universităţii din Alaska, înfige o carotieră într-un covor umed de muşchi. Aceasta pătrunde uşor la început, apoi se opreşte brusc, cam la o adîncime de un metru. Sapa lui Hollingsworth a trecut printr-un strat gros de 30 cm de muşchi, rădăcini şi ace de molid, apoi a străbătut solul argilos de dedesubt, pînă ce s-a oprit în permafrostul dur. Extrăgînd cîteva bucăţi de pămînt, el găseşte vinişoare argintii de gheaţă.
Stratul de gheaţă perenă este ameninţat în cea mai mare parte a Nordului îndepărtat. Lîngă Fairbanks, în inima Alaskăi, solul s-a încălzit cu pînă la 2∞C în timpul ultimilor 40 de ani, ameninţînd cu topirea mari suprafeţe de permafrost. Ici-colo, acesta a depăşit deja punctul-limită, iar topirea gheţii a făcut  terenul instabil şi mlăştinos. Spre nord, zona de siguranţă este ceva mai mare.  
Incendiile pot accelera topirea gheţii. În vara lui 2001, un incendiu a trecut prin 40.000 de hectare de pădure din lunca Rîului Tanana. Cioturile carbonizate stau acum pe aluviunile nisipoase sau argiloase, de pe care, în multe locuri, obişnuitul strat de muşchi a ars în întregime. Muşchiul are o importanţă crucială pentru permafrost: el izolează solul, menţinîndu-l la o temperatură sub cea de îngheţare şi favorizînd conservarea gheţii peste vară. Orice strat de permafrost din zona incendiată e acum în pericol de topire – iar verile mai calde au făcut ca incendiile să devină mai numeroase în multe regiuni nordice, printre care Siberia şi vestul Canadei.
Experţii climatologi supraveghează cu îngrijorare starea permafrostului, pentru că în el se află îngheţate mari rezerve de turbă şi alte materiale organice bogate în carbon – o rezervă de carbon estimată la 200 de miliarde de tone la nivel global. Timp de sute, poate chiar mii de ani, temperaturile joase au îngropat-o. Acum, spune Terry Chapin, de la Universitatea din Alaska, ea “devine o potenţială bombă cu ceas”.
Nu se ştie sigur cîte megatone ar putea avea permafrostul. O parte din gheaţa subterană ar putea crea mlaştini prin topire, iar apele lor slab oxigenate ar putea încetini descompunerea, ţinînd carbonul captiv. Însă încălzirea nordică ar putea determina o aridizare a climatului, iar aceasta ar deschide calea spre cel-mai-rău-scenariu-posibil, spune Tans, de la NOAA. “Dacă, din cauza încălzirii arctice, permafrostul s-ar încălzi şi apoi s-ar usca, cea mai mare parte a carbonului ar fi degajată.” Nivelul atmosferic al dioxidului de carbon ar putea creşte, în consecinţă, cu o sută de părţi pe milion – spune el -, cu peste 25% faţă de nivelurile actuale.
În acest caz, unde am putea căuta o salvare în natură? Pînă nu de mult, climatologii sperau că ea va veni din Sudul îndepărtat. În vegetaţia din zonele temperate sau tropicale, credeau ei, un efect de feedback negativ, numit fertilizarea carbonului, ar putea contracara creşterea de dioxid de carbon. Plantele au nevoie de dioxid de carbon pentru a creşte, şi cercetătorii au descoperit că, în laborator, plantele bine hrănite, ţinute într-un aer cu un înalt conţinut de dioxid de carbon cresc mai rapid. Deci afară, în condiţii normale, părea că aceste plante vor creşte tot mai rapid, pe măsură ce dioxidul de carbon se va acumula în atmosferă, absorbind tot mai mult carbon în tulpinile, trunchiurile şi rădăcinile lor, atenuînd astfel efectul de seră.
Din păcate, acest lucru pare să nu funcţioneze. În pădurea Universităţii Duke, Carolina de Nord, William Schlesinger şi colegii lui au oferit unor parcele de pini, de 30 m lăţime, o idee asupra viitorului. Peste fiecare parcelă, cîte un inel de turnuri emite dioxid de carbon cu o concentraţie suficient de mare încît să o menţină pe cea de la nivelul copacilor la 565 de părţi pe milion, nivelul pe care atmosfera l-ar putea atinge pînă la jumătatea acestui secol. Cînd a început experimentul, în urmă cu 7 ani, copacii au arătat un puseu iniţial de creştere.
“Aceşti copaci s-au trezit într-o atmosferă cu mult dioxid de carbon şi au fost capabili să-l folosească cu succes timp de doi ani” – spune Schlesinger. Apoi însă impulsul iniţial s-a stins, iar creşterea copacilor a revenit aproape la normal. Asta nu înseamnă că un nivel ridicat de dioxid de carbon n-ar avea efecte pe termen lung. Rhus radicans, din anumite motive, “e una dintre cîştigătoare”, spune Schlesinger, cu o rată de creştere cu 70% mai rapidă decît cea normală. Şi cei care suferă de alergie nu vor fi încîntaţi să afle că pinii fertilizaţi cu dioxid de carbon produc cantităţi foarte mari de polen.

Se pare că, pentru a profita de binefacerile unui izvor de dioxid de carbon, cele mai multe plante au nevoie şi de azot suplimentar şi de alţi nutrienţi. Experimentul lui Schlesinger este unul dintre multele care au arătat ulterior că, în condiţii normale, mai mult carbon înseamnă doar că plantele vor simţi, probabil, lipsa altei substanţe esenţiale. Pădurile în creştere absorb astăzi suficient carbon, însă datorăm această situaţie înaintaşilor noştri care, cu topoarele lor, au defrişat mari suprafeţe în secolele trecute. Aceste puncte de absorbţie de pe uscat nu se vor mai dezvolta prea mult, spun cercetătorii. Şi, în cele din urmă, ele vor ajunge la saturaţie, pe măsură ce pădurile tinere de azi se vor maturiza. “Ne putem aştepta ca în circa 100 de ani capacitatea de absorbţie a acestor puncte să dispară” – spune Pacala, de la Universitatea Princeton.
Nici perspectivele pentru o absorbţie oceanică sporită nu sînt mai strălucite. Taro Takahashi, de la Universitatea Columbia, a petrecut zeci de ani pe vase de cercetare oceanografică, făcînd mii de măsurători ale dioxidului de carbon la mică distanţă deasupra şi dedesubtul suprafeţei de apă, pentru a urmări schimbul de gaze dintre ocean şi atmosferă.
Atlanticul de Nord şi oceanele din sud au ape reci, bogate în nutrienţi, care absorb cu uşurinţă dioxidul de carbon, a descoperit Takahashi. Dioxidul de carbon se dizolvă uşor în apa rece, iar nutrienţii alimentează creşterea plantelor marine care utilizează rapid dioxidul de carbon dizolvat. Cînd plantele şi animalele care se hrănesc cu nutrienţi mor şi cad în adîncuri, resturile lor poartă cu ele carbonul. Acest trafic funcţionează în mare parte în sens invers în mările mai calde, mai puţin bogate biologic. Însă bilanţul global este favorabil, cel puţin deocamdată. În ocean se dizolvă mai mult dioxid de carbon decît se emană. Măsurătorile lui Takahashi confirmă că oceanele preiau aproape la fel de mult carbon ca şi pădurile tinere sau zonele cu arbuşti în dezvoltare de pe uscat: în medie, cam 2 miliarde de tone pe an. “Jumătate din carbonul lipsă ajunge în ocean” – spune Takahashi.
Mai bine de atît s-ar putea să nu se poată, adaugă el. “Întrebarea mea majoră este dacă acest raport se va schimba”, pe măsură ce încălzirea globală va ridica temperatura apelor la suprafaţă, iar dioxidul de carbon va continua să se acumuleze în atmosferă. “Prognoza nu e foarte strălucită” – spune Takahashi. Dioxidul de carbon este mai puţin solubil în apa mai caldă. Mai mult, dioxidul de carbon dizolvat se poate întoarce uşor înapoi în atmosferă dacă nu este înghiţit de o plantă marină sau dacă nu se combină cu o moleculă “tampon” de carbonat.
Însă rezerva de carbonat din ocean este limitată şi este reînnoită doar lent, pe măsură ce este transportat aici de rîurile care erodează rocile carbonatice, cum sînt calcarele. Absorbind cele 2 miliarde de tone de carbon din atmosferă an de an, oceanul îşi epuizează treptat rezerva de carbonat. Jorge Sarmiento, un oceanograf la Universitatea Princeton, a încercat să prevadă impactul unor asemenea schimbări ale capacităţii oceanului de a funcţiona ca un absorbant de carbon. El se aşteaptă ca, în viitorul secol, apetitul acestuia pentru carbon să scadă cu 10% – şi, pe termen lung, chiar cu mai mult.
Fără nici un nou ajutor din natură la orizont, poate că e timpul să ne gîndim la crearea propriilor noastre puncte de absorbţie a carbonului. Cercetătorii şi-au imaginat o mulţime de posibilităţi: plantarea de noi păduri, de exemplu, soluţie încurajată de Tratatul de la Kyoto. Aceasta a prins deja rădăcini pe scară largă în China; guvernul a dispus plantarea a zeci de milioane de hectare începînd din anii ’70. Intenţia iniţială a fost de a controla inundaţiile şi eroziunea, nu de a stăvili încălzirea globală, însă a avut ca efect şi absorbţia a aproape jumătate de miliard de tone de carbon.
În studiile sale asupra pădurilor, Steve Wofsy întrevede o altă posibilitate. Pădurile tinere, ca parcela sa de studiu, sînt momentan avide de carbon pentru că sînt în creştere. De ce atunci să nu încercăm să menţinem o pădure veşnic tînără prin tăieri şi replantări regulate? “Putem face astfel încît în fiecare an sau la fiecare zece ani să exploatăm o anumită cantitate de lemn” – ca să-l utilizăm, să zicem, în construcţii, industria hîrtiei sau cea a mobilei, spune Wofsy. “Am putea avea astfel o situaţie în care am putea face uscatul să preia carbonul pentru o perioadă lungă, nedefinită.”
Mai există apoi şi cîntecul de sirenă al mării. După cum arată Sarmiento, capacitatea naturală de absorbţie a oceanului se diminuează; oamenii de ştiinţă au încercat să găsească o cale de a-i stimula apetitul pentru carbon. În anii ’80, oceanograful John Martin a emis ipoteza că, pe mari suprafeţe ale oceanului, micile plante verzi, echivalentul marin al pădurilor şi păşunilor, sînt, de fapt, anemice. Ce le împiedică să se dezvolte – şi, posibil, să absoarbă mari cantităţi de dioxid de carbon – este lipsa fierului. Martin şi alţii au început să vorbească de un “supliment” împotriva încălzirii globale: trimitem o flotă de petroliere adaptate să pulverizeze oceanele cu un compus de fier şi stimularea creşterii plantelor va curăţa aerul de emisiile industriale. O dată cu moartea şi scufundarea plantelor şi a animalelor care le consumă, carbonul din ţesuturile lor ar fi blocat în siguranţă, în adîncurile oceanului.

Realitatea nu s-a dovedit însă la fel de elegantă. Experimentele au arătat că Martin a avut, parţial, dreptate: un mic adaos de sulfat de fier face ca apele de la suprafaţa oceanului să “înflorească”, umplîndu-se de pete de alge de zeci de kilometri lungime, atît de intens, încît puteau fi văzute din satelit. Însă oceanografii care urmăreau ce se întîmplă în apă au fost dezamăgiţi să constate că, atunci cînd plantele şi animalele care le consumă mor, cel mai adesea resturile lor se descompun înainte de a se scufunda şi de a fi îngropate în adîncuri. Dioxidul de carbon rezultat din descompunere hrăneşte noi generaţii de plante, reducînd necesarul lor de carbon suplimentar din atmosferă. Natura este, pur şi simplu, prea cumpătată pentru ca fertilizarea pe bază de fier să funcţioneze.
Dar carbonul ar mai putea fi îngropat şi fără ajutorul naturii: filtrat din emisiile de gaze ale uzinelor, comprimat în formă lichidă şi apoi pompat în adîncurile oceanului. La 3.000 de metri adîncime, presiunea apei ar comprima dioxidul de carbon lichid pînă la o densitate suficient de mare pentru a-l depune pe fundul mării, înainte de a fi dizolvat. La adîncimi mai mici, el s-ar dispersa, pur şi simplu. Oricum ar fi, îi îngrijorează pe conservaţionişti şi pe mulţi oameni de ştiinţă, pentru că injectarea unor mari cantităţi de dioxid de carbon va acidifia în timp apele de mare adîncime şi ar putea afecta unele vieţuitoare. Anul trecut, protestatarii i-au forţat pe cercetători să anuleze experimentele menite să testeze ideea, mai întîi lîngă Hawaii, apoi în largul coastelor norvegiene.
Dar Peter Brewer, care studiază această soluţie la Monterey Bay Aquarium Research Institute, spune că încă e  prea devreme pentru a fi respinsă. Creşterea dioxidului de carbon în atmosferă va acidifia apele de la suprafaţa oceanului oricum, subliniază el, iar pomparea unei părţi din acest carbon în adîncime ar putea încetini procesul. “De ce am respinge această idee înainte de a şti ce provoacă?” – întreabă el.
Cel mai bun sfîrşit pentru carbonul extras din pămînt sub formă de cărbune, petrol şi gaz ar fi să ajungă înapoi de unde a fost luat – în stratele de cărbune, în vechile cîmpuri petrolifere sau gazeifere sau în formaţiunile de rocă poroasă din adîncuri. Nu numai că aceasta ar ţine carbonul în afara atmosferei, dar injectarea la înaltă presiune ar putea fi folosită şi pentru a recupera ultimele picături de petrol sau gaz dintr-un zăcămînt epuizat.
În realitate, sechestrarea geologică, cum mai este numită, funcţionează deja. Un zăcămînt din Marea Nordului, de pildă, furnizează gaz puternic contaminat cu dioxid de carbon natural. Aşa că, înainte de a transporta gazul, compania petrolieră norvegiană Statoil filtrează dioxidul de carbon şi îl injectează într-o formaţiune grezoasă aflată cam la un kilometru sub fundul mării. Departamentul Energiei al SUA are în plan demararea propriului proiect-test în Virginia de Vest, care va consta în forarea la 3.000 de metri şi pomparea de dioxid de carbon în rocile de adîncime.
Nimeni nu ştie încă pe termen lung cît de bine pot funcţiona asemenea soluţii. Cîmpurile petrolifere şi gazeifere exploatate sînt, prin natura lor, ciuruite de găuri de foraj prin care dioxidul de carbon s-ar putea scurge. Chiar dacă gazul stocat nu ar ajunge pînă la suprafaţă, s-ar putea infiltra în pînzele de apă freatică. Însă proiectul din Marea Nordului pare să funcţioneze bine la 8 ani după demararea sa. Imaginile seismice, care oferă detalii ale structurii de sub fundul oceanului, arată că stratul gros de argilă care acoperă gresiile etanşează foarte bine cele 6 milioane de tone de dioxid de carbon injectate pînă acum.
Acestea sînt noutăţi încurajatoare pentru cercetătorii care lucrează la soluţii ce ar putea permite oamenilor să continue să consume combustibili fosili fără consecinţe teribile asupra climatului. Cercetătorii de la Princeton, de exemplu, experimentează o tehnologie care ar putea extrage carbonul din cărbune.
Într-un proces în mai multe etape, cărbunele ar trebui să intre în reacţie cu oxigenul şi cu aburul, generînd hidrogen pur şi un jet de gaze reziduale. Hidrogenul ar putea fi ars pentru a produce electricitate sau distribuit în staţii de alimentare pentru maşini care ar funcţiona pe bază de hidrogen şi care ar emite doar vapori de apă. Deşeurile, în cea mai mare parte dioxid de carbon, dar şi elemente contaminante, de tipul celor emise acum de uzinele care ard cărbune, ca sulfuri şi mercur, ar fi îngropate. Această schemă, spune Robert Williams, analist energetician, “ar putea face cărbunele la fel de curat ca sursele de energie alternativă, avînd avantajele preţului scăzut”.
Sau poate că viitorul se află în cîmpuri de panouri solare, armate de mori de vînt gigantice, sau într-o nouă generaţie de reactoare nucleare mai sigure. Nimeni nu ştie cu certitudine, însă instrumentele din baraca lui Wofsy ne arată că nu avem prea mult timp de gîndire. Copacii fac ce pot mai bine, însă an după an cifrele roşii care pîlpîie pe monitoare sînt din ce în ce mai mari.

Text: Tim Appenzeller

(Articol publicat în ediţia revistei National Geographic din februarie 2004)

Galerie de imagini:



Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*