Kontrowersje dotyczące "płuc Ziemi". Rosyjscy badacze obalają to, co do tej pory było wiadomo

Anastassia Makarieva i Wiktor Gorszkow, pracujący w Instytucie Fizyki Jądrowej w Petersburgu (PNPI) od lat badali wpływ tajgi i lasów deszczowych na klimat. Ich zdaniem proste zjawiska fizyczne zachodzące w wielkich lasach mają dalekosiężne konsekwencje klimatyczne. I nie chodzi tu tylko o wchłanianie dwutlenku węgla i produkcję tlenu.

- Lasy to złożone samowystarczalne systemy deszczowe i główny czynnik napędzający cyrkulację atmosferyczną na Ziemi - stwierdziła Makarieva. Recyklują ogromne ilości wilgoci do powietrza, a także podnoszą wiatry, które następnie "pompują" tę wodę na całym świecie. I to właśnie teoria "pomp biotyczny" wzbudza kontrowersje w środowisku naukowym.

Warto na początku wyjaśnić podstawy, na jakich opierają się badania Makarievy i Groszkowa. Para wodna "wydychana" przez drzewa napędza wiatry, które przecinają kontynent, niosą wilgotne powietrze z Europy, przez Syberię i dalej do Mongolii i Chin. Te same wiatry są odpowiedzialne za deszcze, które utrzymują przepływ gigantycznych rzek wschodniej Syberii i podlewają chińskie równiny na północy.

Jak podaje Science, teoria Makarievi została opublikowana w niektórych, mniej znanych czasopismach naukowych. Jednak spotkała się jednocześnie z ostrą krytyką, szczególnie ze strony klimatologów, którzy nie widzą dowodów, na tak znaczący wpływ lasów w zarządzaniu gospodarką wodną na Ziemi.

Niepopularna teoria jest w stanie jednak wyjaśnić, dlaczego, pomimo odległości od oceanów, odległe wnętrza zalesionych kontynentów otrzymują tyle samo deszczu, co wybrzeża. Z drugiej strony może to być też dowód na to, dlaczego miejsca pozbawione takich lasów wydają się suche.

Oznacza to również, że lasy od rosyjskiej tajgi po amazońskie lasy deszczowe nie tylko są zależne od pogody, ale też są w stanie samodzielnie ją kreować.

- Wszystko, czego do tej pory się nauczyłem, sugeruje, że teoria pompy jest poprawna - uważa Douglas Sheil, ekolog leśny na Norweskim Uniwersytecie Przyrodniczym. - A nawet gdybyśmy założyli, że istnieje niewielka szansa na jej dowiedzenie, to i tak może być istotna w kontekście ratowania lasów deszczowych.

Rola drzew w cyklu wodnym jest często ignorowana, jak zauważa magazyn Science. Było tak do 1979 roku, kiedy brazylijski meteorolog Eneas Salati poinformował o badaniach składu izotopowego wody deszczowej pobranej z basenu Amazonki. Woda zawracana przez transpirację zawiera więcej cząsteczek z ciężkim izotopem tlenu-18 niż woda odparowana z oceanu. Jego zdaniem był to dowód na to, że połowa opadów deszczu nad Amazonką pochodzi z transpiracji samego lasu.

Do lat 90. XX wieku uważano, że zjawisko dotyczy jedynie Puszczy Amazońskiej, jednak kolejne badania dowiodły, że może występować również w innych regionach świata. W 2010 roku Ruud van der Ent i jego koledzy z Delft University of Technology poinformowali, że opracowany przez nich model potwierdził, iż 40 proc. wszystkich opadów na świecie pochodzi z lądu, a nie z oceanu. Zaprzeczało to wcześniejszej wiedzy uczonej w szkołach.

Jednak, jeśli Makarieva ma rację, lasy dostarczają nie tylko wilgoć, ale także wiatry, które ją niosą. Kiedy w 2007 roku po raz pierwszy wygłosiła teorię opracowaną ze swoim mentorem - Gorszkowem, od razu wzbudzili kontrowersję. Stało się tak, ponieważ była sprzeczna z dotychczasową wiedzą meteorologiczną: wiatry są napędzane głównie przez różnicowe nagrzewanie się atmosfery.

Kiedy ciepłe powietrze unosi się, obniża ciśnienie powietrza poniżej, tworząc w ten sposób przestrzeń na powierzchni, do której porusza się powietrze. Makarieva i Gorshkov uważali, że kondensacja powyżej lasów przybrzeżnych powoduje “turbodoładowanie” bryzy morskiej, zasysając wilgotne powietrze w głąb lądu, gdzie ostatecznie skropli się i spadnie jak deszcz.

Teoria odwraca tradycyjne myślenie: nie cyrkulacja atmosferyczna napędza cykl hydrologiczny, ale cykl hydrologiczny napędza cyrkulację masową powietrza. Niektórzy zwolennicy tej teorii, jak Sheil, uważają, że jest ona uzupełnieniem, a nie całkowitym zaprzeczeniem tego, co do tej pory było wiadomo.

Ze swojej strony Makarieva opiera się na teorii, argumentując w szeregu ostatnich prac, że ten sam mechanizm może wpływać na cyklony tropikalne, które są napędzane przez ciepło uwalniane, gdy wilgoć skrapla się nad oceanem.

W artykule z 2017 r. w Atmospheric Research ona i jej koledzy zaproponowali, że pompy biotyczne utworzone przez lasy na lądzie odciągają bogate w wilgoć powietrze. Jej zdaniem może to wyjaśniać, dlaczego cyklony rzadko tworzą się na Oceanie Południowoatlantyckim: lasy deszczowe Amazonki i Konga przyciągają tak dużo wilgoci, że nie ma już zbyt wiele, by zatankować huragany.

Z tą teorią nie zgadza się m.in. Kerry Emanuel, główny badacz huraganów w Massachusetts Institute of Technology. Jego zdaniem teoria Makarievy może mieć znaczenie w kontekście tworzenia się cyklonów, ale na pewno nie tak znaczące jak twierdzi rosyjska badaczka.

Nawet jeśli w zachodniej części świata odkrycia Makarievy nie cieszą się popularnością, to zyskuje ona coraz większe poparcie w Rosji, co doprowadziło do zmiany przepisów dotyczących ochrony lasów tajgi.