56 millió éves erdők figyelmeztetnek a mai klímaváltozás veszélyére

A légköri szén-dioxid növekedéséről gyakran hallani, hogy bizonyos mértékig kedvezhet a növények növekedésének. A növények ugyanis fotoszintézisük során szén-dioxidot használnak fel, ezért elsőre logikusnak tűnhet, hogy a magasabb koncentráció dúsabb növényzethez vezet.

Egy új kutatás azonban azt mutatja, hogy ennek komoly határai vannak. A Wyoming területén fennmaradt, mintegy 56 millió éves növényi fosszíliák alapján egy korábbi szélsőséges felmelegedési időszakban az erdők lombkoronája jelentősen megritkult. A hőség és a szárazság egy ponton már nagyobb terhet jelentett a fák számára, mint amekkora előnyt a több szén-dioxid biztosított számukra.

A múlt eseményei nem jelentik azt, hogy napjaink erdei pontosan ugyanezt az utat fogják bejárni. A fosszíliák mégis fontos figyelmeztetést hordoznak arról, mi történhet az erdei ökoszisztémákkal, ha a felmelegedés átlép bizonyos határokat.

Egy rendkívüli felmelegedés 56 millió évvel ezelőttről

A kutatók a paleocén–eocén hőmérsékleti maximum, röviden PETM időszakát vizsgálták. Körülbelül 56 millió évvel ezelőtt hatalmas mennyiségű szén került a légkörbe, amit jelentős globális felmelegedés követett.

A Wyoming területén fekvő Hanna-medencében a vizsgált időszak előtt sűrű erdők húzódtak. A felmelegedés során azonban a növényzet alapvetően átalakult. A korábbi erdők helyét sokkal nyitottabb, szárazabb növénytársulások vették át, miközben több, melegebb éghajlathoz alkalmazkodott növény jelent meg.

A pollenmaradványok szerint egy rövid időre a páfrányok, később pedig a pálmák váltak gyakoribbá, miközben a mai diófák, szilfák és nyírfák rokonai visszaszorultak.

Fosszilis levélsejtekből rekonstruálták az egykori erdőket

A kutatás egyik legérdekesebb része az a módszer, amellyel a tudósok meghatározták az ősi erdők sűrűségét.

A levelek külső rétege bizonyos esetekben több tízmillió éven keresztül fennmaradhat a kőzetekben. A benne található sejtek alakja pedig árulkodik arról, mennyi napfény érte egykor a levelet.

Az árnyékban fejlődő levelek sejtjei jellemzően hosszabbak és keskenyebbek, míg az erős napfénynek kitett levelekben rövidebb és kerekebb sejtek alakulnak ki.

A kutatók először 41 mai erdőterületen ellenőrizték a módszert. Ezután 82 wyomingi fosszilis mintát vizsgáltak meg, így képet alkothattak arról, mennyire zárt vagy nyitott lehetett az erdők lombkoronája több tízmillió évvel ezelőtt.

Harmadával ritkult meg az erdő lombkoronája

Az eredmények látványos változásról árulkodnak.

A felmelegedést megelőzően a lombkorona sűrűségét jelző úgynevezett levélfelületi index átlagosan 4,3 körül alakult. A PETM alatt ez az érték átlagosan 2,8-ra zuhant, ami körülbelül 35 százalékos csökkenést jelent.

A változás kezdetén az egyik minta még drasztikusabb, 61 százalékos visszaesést mutatott. Bizonyos időszakokban pedig olyan nyitottá vált a növényzet, hogy inkább a mai cserjésekhez és száraz bozótosokhoz hasonlíthatott, mint egy sűrű erdőhöz.

Érdekesség, hogy közvetlenül a nagy visszaesés előtt található a teljes fosszilis adatsor legsűrűbb lombkoronája. A kutatók szerint elképzelhető, hogy a magasabb szén-dioxid-szint kezdetben valóban serkentette a növekedést, egészen addig, amíg a hőség és a szárazság hatása erősebbé nem vált.