Smanjenje zagađenja aerosolnim česticama poboljšalo bi kvalitet vazduha. To bi takođe moglo povećati količinu sunčeve svetlosti koja je dostupna biljkama – povećavajući njihovu sposobnost da uklone ugljen-dioksid iz atmosfere i ublaže klimatske promene.
Novi rad tima koji je predvodio Karnegi, uključujući Lijina Hea, Lorenca Rozu i Džoa Berija, koristio je satelite za merenje fotosintetske aktivnosti i zagađenja aerosolom u Evropi, pokazujući da biljke zahvataju više ugljenika vikendom kada je industrijska proizvodnja smanjena, a manje ljudi putuje na posao. .
Njihove nalaze objavljuje Zbornik radova Nacionalne akademije nauka.
Biljke imaju posebnu sposobnost, nazvanu fotosinteza, kojom pretvaraju sunčevu energiju u hemijsku. Da bi to postigli, oni uzimaju ugljen-dioksid iz vazduha i fiksiraju ga u ugljene hidrate i masti.
Ovaj svakodnevni proces je ogromna pomoć u borbi protiv klimatskih promena izazvanih ljudskim aktivnostima. Biljke izvlače deo našeg zagađenja ugljenikom iz atmosfere i zadržavaju ga kao biološku materiju, sprečavajući ga da doprinese globalnom zagrevanju.
„Međutim, ovo se može umanjiti lošim kvalitetom vazduha uzrokovanim aerosolima, sitnim česticama koje se izbacuju u atmosferu kada putujemo na posao i sagorevamo fosilna goriva ili drvo“, objasnio je on. „Oni imaju negativne efekte na kvalitet vazduha, što utiče na zdravlje ljudi. Takođe mogu da rasipaju ili apsorbuju sunčevu svetlost, što bi uticalo na biljku slično kao da je zaglavljena u senci.“
Dosadašnji radovi su pokazali da zagađenje aerosolom može da smanji prinose poljoprivrednih kultura za čak 20%.
Istraživački tim, koji je uključivao David Lobell i Iuan Vang sa Univerziteta Stanford; Ii Iin, Iitong Iao i Christian Frankenberg iz Caltecha; i Russell Doughti sa Univerziteta u Oklahomi, koristili su TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) na satelitu Copernicus Sentinel-5 Precursor da bi izvršili merenja fotosintetičke aktivnosti u Evropi.
Pošto jedan korak fotosintetskog procesa oslobađa fluorescenciju, to se može videti iz svemira i meriti pomoću satelita – istraživački metod koji menja igru i koji su Beri i Frankenberg igrali centralnu ulogu u razvoju pre otprilike deceniju, zajedno sa saradnicima iz Caltech-a.
Istraživači su povezivali svoje nalaze fotosinteze sa merenjima aerosola koje je uradio Visible Infrared Imaging Radiometer Suite i koristili modeliranje da bi razumeli odnos.
„Fokusirali smo se na Evropu zbog ustaljenog obrasca ljudske aktivnosti tokom cele nedelje u poređenju sa drugim regionima“, rekla je Rosa. „Pored toga, mnogi evropski ekosistemi već doživljavaju negativne efekte klimatskih promena i evropske zemlje su postavile ambiciozne ciljeve za smanjenje zagađenja ugljenikom.
Njihov rad je pokazao nedeljni ciklus fotosintetičke aktivnosti, koji je dostigao vrhunac tokom vikenda i smanjivao se tokom nedelje, što je tačno obrnuto od obrasca zagađenja aerosolom. Takođe su pronašli sličan obrazac tokom zatvaranja zbog COVID-19 kada su se ljudi sklonili kod kuće umesto da putuju na posao.
Ako bi zagađenje česticama moglo da se smanji tokom cele nedelje, održavajući nivoe fotosintetske aktivnosti tokom vikenda sve vreme, uklonilo bi između 40 i 60 megatona ugljen-dioksida iz atmosfere, zarobljavajući ga u biološkoj materiji. To bi takođe povećalo poljoprivrednu produktivnost bez povećanja količine zemljišta koje se koristi za uzgoj useva.
„Ovi nalazi imaju velike političke implikacije za evropske vlade koje rade na različitim sistemima za hvatanje oko 500 megatona ugljen-dioksida godišnje iz atmosfere i skladištenje“, zaključila je Rosa. „Naš rad pokazuje da bi poboljšanje kvaliteta vazduha takođe moglo pomoći u ispunjavanju klimatskih ciljeva.
Ovaj rad je deo Rosinog sveukupnog istraživačkog programa, koji ima za cilj razumevanje poljoprivrednih izazova koje predstavljaju klimatske promene i procenu različitih načina za poboljšanje održivosti poljoprivrede. Roza se pridružila Karnegiju 2022. kao saradnik u osoblju—prestižan program osmišljen da naučnicima u ranoj karijeri pruži slobodu i nezavisnost da se bave smelim i nekonvencionalnim istraživanjima.
Od tada, njegovi napori su uključivali analize strategija navodnjavanja, tehnika zadržavanja vlage u zemljištu i potreba za skladištenjem vode, kao i procenu rešenja za smanjenje ugljičnog otiska proizvodnje đubriva i postizanje neto nulte emisije u poljoprivredi.
