คาร์บอนไดออกไซด์ที่ร้อนและไม่ย่อย

เมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมาความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศอยู่ที่ 408 ppm ในช่วง 400 ล้านปีที่ผ่านมาความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ 300 ppm นั้นถือว่าสูง ดังนั้นความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เราประสบอยู่ในตอนนี้จึงไม่สูงถึงครึ่งพันล้านปีที่แล้ว การเพิ่มขึ้นนี้จะส่งผลต่อวิธีการที่พืชจะเติบโตในทศวรรษหน้า

ประวัติความเป็นมาของความเข้มข้นของ CO2 ในชั้นบรรยากาศของโลก© Wikimedia Commons

พืชมีความสุขจริง ๆ ที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศ CO2 ที่มากขึ้นหมายถึงอาหารที่มากขึ้น CO2 เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของพืชและเป็นพื้นฐานสำหรับโมเลกุลชีวภาพทั้งหมด ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงพืชสามารถจับคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์และนำไปใส่ในโซ่ของคาร์บอนที่รู้จักกันในชื่อคาร์โบไฮเดรตหรือน้ำตาล

การเพิ่มขึ้นของ CO2 คาดว่าจะเพิ่มอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงและดังนั้นจึงปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชทั่วโลก โลกสีเขียวนี้อาจลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการนำคาร์บอนออกจากบรรยากาศและเก็บไว้ในต้นไม้ แบบจำลองต่างๆทำนายว่าโลกจะกลายเป็นสีเขียวในพื้นที่เย็นโดยเฉพาะในพื้นที่ภูเขาสูง อย่างไรก็ตามแม้ว่า CO2 จะมีมากขึ้นสำหรับพืชที่จะเติบโตการขาดแคลนน้ำและการขาดสารอาหารในดินสามารถ จำกัด การเจริญเติบโตของพืช

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีองค์ประกอบอื่น ๆ ซึ่งอาจทำให้การเติบโตของพืชในอนาคตลดลง ภาวะโลกร้อนที่มาพร้อมกับระดับ CO2 ที่เพิ่มขึ้นจะช่วยลดการเจริญเติบโตของพืช

เอนไซม์ที่ทำให้พืชสามารถรับคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่โซ่คาร์บอนเรียกว่า RubisCO เอ็นไซม์นี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าภายใต้อุณหภูมิสูงเพราะมันจะทำการซ่อมแซมออกซิเจนแทนคาร์บอน จากนั้นโรงงานก็เริ่มทำการรับแสงซึ่งไม่มีประโยชน์อย่างสมบูรณ์สำหรับการตรึงคาร์บอน มันเป็นชนิดของการผัดวันประกันพรุ่งของเอนไซม์ที่สิ้นเปลืองพลังงานและลดการสังเคราะห์น้ำตาล ภาวะโลกร้อนและการตอบสนองต่อแสงสามารถลดความสามารถของพืชอย่างจริงจังในการเก็บคาร์บอนและลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ยังไม่ทราบว่าปัจจัยใดที่จะมีความสำคัญมากที่สุดในกระบวนการทำให้โลกเป็นสีเขียว: พืชจะเติบโตเร็วขึ้นและแก้ไขคาร์บอนได้มากขึ้นหรือพวกมันจะชะลอการเจริญเติบโตเนื่องจากภาวะโลกร้อน?

ผลที่ตามมาของการเพิ่ม CO2 คือการเปลี่ยนแปลงของอาหารที่เราปลูก ภายใต้บรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์พืชสามารถเข้าถึงคาร์บอนได้ง่ายกว่าไนโตรเจนจึงเก็บคาร์บอนไว้เป็นแป้งและน้ำตาลได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้อาหารจะมีพลังงานมากขึ้น แต่มีธาตุอาหารรองน้อย

ในบทความที่ตีพิมพ์ใน Nature ในปี 2014 ซามูเอลไมเยอร์สและทีมของเขาเตือนเกี่ยวกับการลดลงของธาตุอาหารหลักในพืชหลักที่ปลูกภายใต้บรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ เขารายงานว่าข้าวสาลีข้าวถั่วเหลืองและถั่วที่ปลูกภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวมีระดับเหล็กและสังกะสีที่ลดลง แร่ธาตุทั้งสองนี้มักจะขาดในอาหารของเราและการลดลงอีกอาจเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของผู้คนนับล้านโดยเฉพาะอย่างยิ่งในย่านที่ยากจน การขาดธาตุเหล็กทำให้เกิดโรคโลหิตจางในขณะที่การขาดธาตุสังกะสีทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลง วันนี้มีการศึกษาอื่น ๆ อีกมากมายที่ได้รับการตีพิมพ์คำเตือนเกี่ยวกับการลดลงของวิตามินและแร่ธาตุของพืชที่ปลูกภายใต้บรรยากาศที่อุดมด้วย CO2

ภาพถ่ายโดย Lidya Nada บน Unsplash

สถานการณ์ที่ดีที่สุดสำหรับมนุษยชาติคือการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและอธิษฐานขอให้กลไกการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เราตั้งไว้ได้ชะลอตัวลง ผู้คนจะต้องหยุดการบริโภคสินค้าที่ไร้ประโยชน์และสิ้นเปลืองอาหารหรือพลังงาน ธุรกิจจะต้องเก็บเกี่ยวทรัพยากรธรรมชาติและทำสินค้าอย่างยั่งยืน ฉันไม่เชื่อว่าเราจะสามารถทำสิ่งนี้ได้ทันเวลา มีคนจำนวนมากที่ต้องการรถยนต์และสมาร์ทโฟนหรือแล็ปท็อปที่เปิดตัวล่าสุด ธุรกิจจำนวนมากเกินไปให้ความสำคัญกับการสร้างผลกำไรทางการเงินสูงสุดโดยไม่ต้องใส่ใจกับผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสังคมมากนัก บางองค์กรกำลังตั้งคำถามเกี่ยวกับระบบผู้บริโภคในปัจจุบันการเคลื่อนไหวอย่างเสรีและการเคลื่อนไหวที่ดูเสื่อมโทรมดูมีแนวโน้มอย่างไรก็ตามพวกเขายังคงรวบรวมชนกลุ่มน้อย

ชาวจีนและอินเดียหลายพันล้านคนต้องการที่จะเพลิดเพลินไปกับระบบเศรษฐกิจตลาดซื้อสินค้าต่าง ๆ และหลุดพ้นจากความยากจน ล้านคนในประเทศที่พัฒนาแล้วมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนมากและไม่พร้อมที่จะออกจากความสะดวกสบายเพื่อลดปัญหาดังกล่าว

ฉันเดาว่าธุรกิจจะดำเนินต่อไปตามปกติและระดับ CO2 ในชั้นบรรยากาศจะยังคงเพิ่มขึ้นและขยายผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ร้ายแรง ผู้คนจากสถานที่ห่างไกลที่ไม่ดีอาจประสบปัญหาจากการขึ้นของน้ำทะเลและเหตุการณ์ทางอุตุนิยมวิทยา ฉันยังเดาว่าคนร่ำรวยจะสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ พวกเขาจะซื้ออาหารที่อุดมด้วยสารอาหารได้รับบ้านปรับอากาศที่ด้านบนของเนินเขาและสนุกกับชีวิตในขณะที่ดูข่าวในทีวี อนาคตที่สดใสไม่ได้เป็นอย่างนั้นเหรอ? ฉันหมายความว่าถ้าคุณสามารถจ่ายได้