Neem deel aan onze AI-enquête
Wetenschappelijk nieuws werkte samen met Trusting News om feedback te verzamelen over het potentiële gebruik van AI in de journalistiek. We publiceren momenteel geen inhoud die is geproduceerd door generatieve AI (zie ons beleid). Wij willen uw mening horen over hoe Wetenschappelijk nieuws AI op verantwoorde wijze kunnen gebruiken. Laat het ons weten door een korte enquête van 10 vragen in te vullen.
In juli 1945 brachten de Verenigde Staten de eerste plutoniumbom tot ontploffing. Die ‘Trinity’-test was het begin van tientallen jaren van kernwapentests, vooral in de jaren vijftig en begin jaren zestig. Elke ontploffing stuurde een grote piek radioactieve koolstof-14, een variant van koolstof, de atmosfeer van de aarde in. De radiokoolstof van de bom voegde zich vervolgens bij de koolstofcyclus van de aarde en baande zich een weg door de oceanen en biosfeer van de aarde (SN: 14.4.20).
Dat feit werd het wetenschappelijke zilveren randje voor de bomproeven: de uitbarstingen van radiokoolstof die door het aardsysteem circuleerden, beseften wetenschappers, leken sterk op de pulsen van radioactieve medische sporen die door het menselijk lichaam reizen. Ze boden wetenschappers een unieke kans om koolstof te volgen en te analyseren waar en hoe lang het over de hele wereld wordt opgeslagen en vrijgegeven.
Die informatie is nu cruciaal. Nu het klimaat opwarmt als gevolg van de ophoping van koolstofdioxide en andere broeikasgassen in de atmosfeer, is er een dringende behoefte om te begrijpen hoe lang de biosfeer van de aarde – inclusief de planten en de bodem – een deel van die koolstof kan vasthouden, zegt Heather Graven. atmosferische wetenschapper aan het Imperial College London (SN: 3/10/22).
De huidige computerklimaatmodellen schatten dat de vegetatie en de bodem van de aarde verantwoordelijk zijn voor ongeveer 30 procent van de door de mens veroorzaakte CO2-uitstoot. Graven en haar collega’s waren er nieuwsgierig naar. “We waren geïnteresseerd in biosfeermodellen en hoe goed deze de radiokoolstof uit de bomproeven vertegenwoordigden”, zegt ze.
In het nieuwe onderzoek concentreerden Graven en haar collega’s zich op een korte periode, van 1963 tot 1967, waarin geen bom werd getest. Dit betekende dat er geen nieuwe pulsen waren die de gegevens konden verwarren – alleen de radiokoolstofpulsen die al door het systeem gingen. Het team concentreerde zich ook alleen op het deel van koolstofopslag voor groeiende planten.
Het team begon op basis van de bomtests opnieuw te beoordelen hoeveel koolstof-14 naar schatting in de hogere atmosfeer terechtkwam, en hoeveel koolstof-14 in die tijd naar de lagere atmosfeer en oceanen was terechtgekomen. Om dit te doen, hebben de onderzoekers eerdere schattingen bijgewerkt met koolstof-14-gegevens verzameld door vliegtuigen, stratosferische ballonnen en oceaanboeien. Van daaruit berekenden ze hoeveel koolstof-14 de biosfeer moet zijn binnengekomen. Het team vergeleek vervolgens satellietwaarnemingen van koolstofopslag in levende vegetatie met computersimulaties van waar koolstof zich ophoopte in planten.
De resultaten waren verbluffend, zegt Graven. De nieuwste computersimulaties van vegetatie en klimaat onderschatten de snelheid van plantengroei, ontdekten ze. De huidige modellen suggereren dat planten jaarlijks tussen de 43 biljoen en 76 biljoen kilogram koolstof opslaan; een nieuwe studie verhoogt dat tot minstens 80 biljoen – misschien wel het dubbele.
Dat klinkt als goed nieuws, gezien de hoop dat overtollige koolstof afkomstig van menselijke activiteiten in de biosfeer zal worden opgeslagen (SN: 9.7.21). Maar, zo ontdekte het team, er is een keerzijde. Radiokoolstofonderzoek van de bom onthulde ook dat er meer koolstof is opgeslagen in kortlevende biomassa zoals bladeren en dunne, fijne wortels dan eerder werd gedacht. Deze weefsels zijn veel gevoeliger voor afbraak waardoor koolstof weer in de atmosfeer vrijkomt dan langlevende weefsels zoals stengels en grotere wortels.
“Koolstof gaat [into plants] nu zal het er toch niet zo vaak zijn als we dachten”, zegt Graven. En dat benadrukt volgens haar nogmaals hoe belangrijk het is om de uitstoot van fossiele brandstoffen te beperken. “Er is een limiet aan hoeveel we in de vegetatie kunnen opslaan.”
Wat deze bevindingen betekenen voor toekomstige klimaatprojecties en hoe de rol van vegetatie het beste in deze modellen kan worden opgenomen, is nog niet duidelijk, zegt Lisa Welp, een biogeochemicus aan de Purdue University in West Lafayette, Indiana, die niet bij het onderzoek betrokken was. Maar, zegt ze, ze ondermijnen het vertrouwen in hoe goed klimaatmodellen die rol zullen kunnen simuleren.