Вопреки распространенному мнению, тропические леса Амазонки не производят 20% кислорода нашей планеты.
Пожары в тропических лесах Амазонки в последние дни привлекли внимание всего мира. Президент Бразилии Жаир Болсонару, вступивший в должность в 2019 году, в ходе своей кампании пообещал сократить охрану окружающей среды и ускорить развитие сельского хозяйства в бассейне Амазонки, и, похоже, он выполнил свое обещание.
Возрождение вырубки лесов в Амазонии, которая сократилась более чем на 80% после пика в 2004 году, вызывает тревогу по многим причинам. В тропических лесах обитают многие виды растений и животных, которых больше нигде нет. Они являются важным убежищем для коренных народов и содержат огромные запасы углерода в виде древесины и других органических веществ, которые в противном случае способствовали бы климатическому кризису.
Некоторые СМИ предположили, что пожары в Амазонии также угрожают атмосферному кислороду, которым мы дышим. Президент Франции Эммануэль Макрон написал в Твиттере 22 августа, что «тропические леса Амазонки - легкие, производящие 20% кислорода на нашей планете, - в огне».
Часто повторяющееся утверждение о том, что тропические леса Амазонки производят 20% кислорода нашей планеты, основано на недоразумении. На самом деле почти весь пригодный для дыхания кислород Земли образовался в океанах, и его достаточно, чтобы хватить на миллионы лет. Есть много причин, чтобы ужаснуться пожарам на Амазонке в этом году, но истощение запасов кислорода на Земле не является одной из них.
Кислород от растений
Как атмосферный ученый, большая часть моей работы посвящена обмену различными газами между поверхностью Земли и атмосферой. Многие элементы, в том числе кислород, постоянно перемещаются между наземными экосистемами, океанами и атмосферой таким образом, что их можно измерить и количественно оценить.
Почти весь свободный кислород в воздухе вырабатывается растениями посредством фотосинтеза. Около трети фотосинтеза на суше происходит в тропических лесах, самый большой из которых расположен в бассейне Амазонки.
Но практически весь кислород, производимый в результате фотосинтеза, каждый год потребляется живыми организмами и пожарами. Деревья постоянно сбрасывают опавшие листья, ветки, корни и другой мусор, который питает богатую экосистему организмов, в основном насекомых и микробов. В этом процессе микробы потребляют кислород.
Лесные растения производят много кислорода, а лесные микробы потребляют много кислорода. В результате чистое производство кислорода лесами - да и всеми наземными растениями - очень близко к нулю.
Pengxiao Xu/Wikimedia, CC BY-SA
На Земле есть четыре основных резервуара кислорода: земная биосфера (зеленый), морская биосфера (синий), литосфера (земная кора, коричневый) и атмосфера (серый). Цветными стрелками показаны потоки между этими резервуарами. Захоронение органического материала приводит к чистому увеличению содержания кислорода в атмосфере, а реакции с минералами в горных породах вызывают чистое уменьшение.
Производство кислорода в океанах
Чтобы кислород накапливался в воздухе, часть органического вещества, которое растения производят в результате фотосинтеза, должна быть удалена из циркуляции, прежде чем ее можно будет использовать. Обычно это происходит, когда его быстро закапывают в бескислородных местах - чаще всего в глубоком морском иле, под водой, уже обедненной кислородом.
Это происходит в районах океана, где большое количество питательных веществ способствует цветению водорослей. Мертвые водоросли и другой детрит погружаются в темные воды, где ими питаются микробы. Как и их коллеги на суше, они потребляют для этого кислород, истощая его из окружающей их воды.
На глубине, где микробы лишили воду кислорода, остатки органического вещества падают на дно океана и закапываются там. Кислород, который водоросли производят на поверхности по мере своего роста, остается в воздухе, потому что он не потребляется редуцентами.
Крошечный фитопланктон в океане вырабатывает половину кислорода, производимого на Земле.
Это захороненное растительное вещество на дне океана является источником нефти и газа. Меньшее количество растительного вещества закапывается в бескислородных условиях на суше, в основном в торфяных болотах, где уровень грунтовых вод препятствует микробному разложению. Это исходный материал для угля.
Лишь незначительная часть - возможно, 0,0001% - глобального фотосинтеза отводится таким образом захоронением и, таким образом, добавляется к атмосферному кислороду. Но за миллионы лет остаточный кислород, образовавшийся в результате этого крошечного дисбаланса между ростом и разложением, накопился, чтобы сформировать резервуар пригодного для дыхания кислорода, от которого зависит вся жизнь животных. Миллионы лет он колебался в пределах 21% от объема атмосферы.
Некоторая часть этого кислорода возвращается на поверхность планеты в результате химических реакций с металлами, серой и другими соединениями в земной коре. Например, когда железо подвергается воздействию воздуха в присутствии воды, оно реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида железа, соединения, широко известного как ржавчина. Этот процесс, называемый окислением, помогает регулировать уровень кислорода в атмосфере.
Не задерживайте дыхание
Несмотря на то, что фотосинтез растений в конечном счете отвечает за доступный для дыхания кислород, лишь исчезающе малая доля этого роста растений фактически добавляет кислорода в воздух. Даже если бы все органические вещества на Земле были сожжены одновременно, было бы израсходовано менее 1% мирового кислорода.
В целом, отказ Бразилии от защиты Амазонки не представляет существенной угрозы атмосферному кислороду. Даже огромное увеличение количества лесных пожаров вызовет изменения в кислороде, которые трудно измерить. В воздухе достаточно кислорода, чтобы его хватило на миллионы лет, и его количество определяется геологией, а не землепользованием. Тот факт, что этот всплеск обезлесения угрожает некоторым из самых биоразнообразных и богатых углеродом ландшафтов на Земле, является достаточной причиной, чтобы выступить против него.
Скотт Деннинг, профессор атмосферных наук Университета штата Колорадо
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.