Изучаване на сушата, под стъкло

Този сегмент е част от Състоянието на науката , поредица, включваща научни истории от обществени радиостанции в Съединените щати. Тази история от Мелиса Севини се появи на ЧУКАМ .

Най-горещата тропическа гора в света не е Амазонка. Дори не е в тропиците. Съхранява се под стъкло в пустинята на Южна Аризона. Biosphere 2, управляван от Университета на Аризона, е построен преди 30 години като експеримент за колонизация на космоса, но сега екосистемите вътре са идеални за изследване на изменението на климата. За разлика от реалния свят, учените могат да контролират елементите - точно това направиха, когато спряха дъжда за два месеца. Те проследяват как въглеродът се движи през затворените тропически гори по време на сушата. Мелиса Севини от KNAU докладва, това е поглед към това как ще изглежда светът в едно по-горещо и по-сухо бъдеще.

Кристиане Вернер от университета във Фрайберг в Германия подрежда редица стоманени кутии на маса. Тя е на път да изпусне във въздуха въглероден диоксид на стойност двадесет хиляди долара.

„Защо можете да го направите тук? Защото сме в затворена екосистема“, казва тя.

В истинска тропическа гора е невъзможно да се проследят отблизо въглеродните цикли, но тази гора е запечатана в пирамида с размерите на гимнастически салон от стомана и стъкло. Вернер отваря клапан и изтича облаче въздух. Това е 'тежък' въглерод или въглерод-13. Произведен е така, че инструментите да могат да го открият. Вернер казва: „Ние наистина можем да направим въглеродния поток през система видим с тази техника и затова е толкова вълнуващо.“

Учените знаят, че горите поглъщат около една трета от въглеродните емисии от изкопаемите горива, но не знаят къде точно отива този въглерод или как се влияе от сушата.

Лора Мередит, директор на изследването на тропическите гори в Biosphere 2, иска да разбере дали екосистемите ще реагират на сушите по начин, който освобождава въглерод и влошава изменението на климата, „или по начин, който действително помага за смекчаването му, помага за забавяне на процеса. Може би имат някакви механизми, които им позволяват да бъдат много устойчиви и да поемат тези промени.

Това е мащабен експеримент с повече от 80 учени от 13 институции, финансирани с грант от 2 милиона долара от Европейския съвет за научни изследвания.

Във вътрешността на тропическите гори на Biosphere 2 има издълбана планина, жужаща от научни инструменти. Паяжина от пластмасови тръби свързва около 20 газови анализатора с всяка част на тропическите гори. „Растенията изглеждат малко като хоспитализирани и с всички сензори“, казва Мередит. „Имаме сензори за поток от сок, сензори за съхранение на вода.“

Екипът дори трябваше да наеме катерачи, за да качат горната част на стъкления купол и да закачат сензори върху отделни листа. Джана У’Рен, инженер по биосистеми в Университета на Аризона, казва: „Трябваше да поръчаме 20 торби с подобни на пуешки торби, в които обикновено приготвяте пуйката си за Деня на благодарността, и направихме малки заграждения за листа.“ Това е, за да разберем как растенията „харчат“ своя въглерод, когато са стресирани: съхраняват ли го в корени и листа, дават ли го на микроби или го вдишват обратно във въздуха като вид механизъм за справяне?

Йост ван Харен е учен по Земята в Университета на Аризона. „Именно тази устойчивост, която имат дърветата, е толкова страхотна“, казва той. „Поради много начини, по които дърветата са толкова различни от нас, хората, ние наистина все още не разбираме този вид устойчивост.“

Учените ще съберат почти един петабайт данни, казва експертът по киберинфраструктура Бони Хървиц. Това е като книга с петстотин милиарда страници. Тя казва: „Всичко е окабелено и свързано, предава се в облака и ни дава възможност за разлика от всяка друга екосистема, където разполагаме както с технологията, така и с науката, за да измерваме и наблюдаваме наистина тези глобални процеси, които са невъзможни за извършване в областта.'

Идеята е да се изградят по-добри модели за това как работят екосистемите. Учените казват, че тези прогнози ще бъдат от решаващо значение, тъй като истинските тропически гори започват да се нагряват. Джон Адамс, заместник-директор на Biosphere 2, казва, че е построена от хора, които са мечтали да отидат на други планети, но сега става въпрос за защита на нашата планета.

„Има само една Земя“, казва Адамс. „Всичко трябваше да се събере, за да създадем подходяща атмосфера и условия, за да оцелеем ти и аз, а вие просто не можете да намерите това никъде другаде.“

Днес екипът пуска отново дъжда и ще изучава тропическите гори, докато се възстановяват.