Klimat – nowa opowieść
Chapters
Rozdział 4: Paradygmat wody
Lasy i drzewa
Żywa planeta to planeta elastyczna, zdolna do reagowania na zmieniające się ilości gazów atmosferycznych, wybuchy wulkanów, uderzenia asteroid, wahania promieniowania słonecznego i inne wyzwania. Standardowa teoria klimatu mówi, że lasy mają niejednoznaczny wpływ na temperaturę: przyczyniają się do ocieplenia, ponieważ pochłaniają więcej światła słonecznego niż gołe podłoże, a jednocześnie przyczyniają się do chłodzenia poprzez magazynowanie węgla. Ostatnie trendy w badaniach pokazują, że lasy magazynują i sekwestrują znacznie więcej dwutlenku węgla niż wcześniej sądzono. Według jednego ze źródeł, jeśli będziemy kontynuować obecne tempo wylesiania, planeta ogrzeje się o 1,5 st. C, nawet jeśli paliwa kopalne zostaną wyeliminowane z dnia na dzień. [1] Obliczenia te nie obejmowały utraconego potencjału sekwestracyjnego, a jedynie węgiel z utraconej biomasy i odsłoniętej gleby. (Wylesianie naraża glebę na ciepło i erozję, co prowadzi do ogromnych emisji dwutlenku węgla.)
Tak więc choćby ze względu na cykl węglowy ochrona lasów i ponowne zalesianie powinny mieć znacznie wyższe priorytety niż obecnie. A kiedy spojrzymy na lasy przez soczewkę wody, ich znaczenie staje się jeszcze bardziej kluczowe.
Ponieważ lasy gromadzą i transportują wilgoć, przekształcają promieniowanie słoneczne w „utajone ciepło” pary wodnej. Część tego ciepła jest uwalniana z powrotem w nocy, gdy para wodna skrapla się w rosę, ale duża część pary unosi się, tworząc chmury, przenosząc ciepło z poziomu gruntu do atmosfery. Kiedy woda skrapla się w chmury, ciepło jest uwalniane ponownie. Ile tego ciepła promieniuje w kosmos, a ile powraca na ziemię, jest kwestią sporną – wpływ chmur to jedna z najważniejszych i kontrowersyjnych zmiennych w modelowaniu klimatu [2] – ale nie ma wątpliwości, że transpiracja lasów ma efekt chłodzący przynajmniej na poziomie lokalnym i regionalnym; istnieją również mocne argumenty, że to samo jest prawdą na poziomie globalnym.
Intuicyjnie wszyscy wiemy i odczuwamy, że w lesie jest znacznie chłodniej (zwłaszcza w ciągu dnia) niż poza lasem. Badania potwierdzają tę powszechną wiedzę. W jednym badaniu w Czechach porównano temperatury powietrza w warunkach wysokiego natężenia promieniowania słonecznego (tj. w słoneczne dni) na sąsiadujących działkach mokrej łąki, skoszonej łąki, asfaltu, lasu, terenu porośniętego rzadką roślinnością i otwartej wody. Temperatura powietrza na mokrej łące, jeziorze i w lesie była niższa niż 30 st. Celsjusza; skoszona łąka miała ponad 40 stopni, a powietrze nad asfaltem prawie 50. [3]
To są efekty lokalne, a lasy najwyraźniej powodują również regionalne ochłodzenie. Kenia, która straciła większość lasów w ciągu ostatniego półwiecza, cierpi teraz z powodu susz i wyższych temperatur. Te regiony w Kenii, gdzie dzienna temperatura w lesie wynosi ok. 19 st. Celsjusza, notują rekordowe temperatury do 50 stopni na pobliskich, niedawno wylesionych gruntach rolnych. [4] W Amazonii okazało się, że pastwiska są średnio o 1,5 st. C cieplejsze (łącznie w dzień i w nocy) niż obszary leśne, pomimo wyższego albedo. [5] Na Sumatrze grunty oczyszczone pod plantacje palm oleistych były o 10 stopni cieplejsze niż pobliskie lasy deszczowe i pozostawały cieplejsze nawet po wyrośnięciu tam palm. [6]
Prawdziwy, żywy las oddziałuje na obieg wody w złożony sposób, który nauka dopiero zaczyna rozumieć. Na przykład przekształcanie wilgoci w deszcz. Para wodna w atmosferze niekoniecznie spada jako deszcz, może także utrzymywać się jako zamglenie podczas tak zwanej „wilgotnej suszy”. Jednym z powodów powstawania zamglenia jest nadmiar małych jąder kondensacji (condensation nuclei), który nie pozwala kroplom wody stać się wystarczająco dużymi, aby spadły jako deszcz. [7] Zanieczyszczenia, dym z pożarów lasów i pył z wysuszonej gleby należą do sprawców tworzenia się takiej mgły. W lasach jądra kondensacji są głównie biogenne, w tym detrytus roślinny, bakterie, zarodniki grzybów i wtórne aerozole czyli lotne związki organiczne emitowane przez roślinność. [8] Pomagają one raczej tworzyć chmury niż zamglenia oraz umożliwiają tworzenie się chmur w wyższych temperaturach niż jądra abiotyczne (abiotic nuclei). [9] Ostatnie badania potwierdzają wzrost zachmurzenia nad lasami i w pobliżu lasów. [10] Te niższe, grubsze chmury mają większy efekt chłodzenia niż chmury na dużych wysokościach. Według jednego z naukowców wzrost albedo o 1% z chmur generowanych przez lasy zrównoważyłby całe ocieplenie spowodowane antropogenicznymi emisjami gazów cieplarnianych. [11]
Z drugiej strony mgła powstająca na terenach bezleśnych wywiera silny efekt cieplarniany. Wpuszcza światło słoneczne w dzień i przykrywa ziemię izolacyjnym kocem, który zapobiega promieniowaniu ciepła z powrotem w przestrzeń kosmiczną w nocy. Rezultatem jest intensywne ciepło i wilgotność, ale bez deszczu. To pokazuje zasadę, że życie – las – stwarza warunki do życia.
Niektóre bakterie, które służą jako jądra kondensacji chmur, wydają się specjalnie „zaprojektowane” do zasiewania chmur. Najczęściej badany gatunek, Pseudomonas syringae, zawiera białka zarodkujące lód, które pozwalają na tworzenie się chmur w wyższych temperaturach (a więc i na niższych wysokościach) niż bez tych bakterii. Występują one na całym świecie i pochodzą z patogenów roślin. [12] Białka zarodkujące lód prowadzą do uszkodzenia przez mróz roślin, którymi wówczas bakterie mogą się łatwiej odżywiać. Naukowcy zajmujący się uprawami pracują nad genetyczną inżynierią szczepów Pseudomonas syringae, którym brakuje białek zarodkujących lód. Brzmi to złowrogo, jako typowe podejście oparte na kontroli, które może mieć zupełnie nieoczekiwane konsekwencje zmiany wzorców opadów i nasilenia katastrofy klimatycznej.
Wylesianie powoduje błędne koło suszy, ekstremalnych warunków pogodowych i jeszcze większego wylesiania. Znajomość obiegu wody w przyrodzie wyjaśnia, dlaczego tak się dzieje. W prawidłowym cyklu wodnym odparowana woda z oceanu przemieszcza się nad kontynentami, gdzie spada jako deszcz. Niewielka część tych opadów odpływa bezpośrednio do mórz; większość z nich jest wchłaniana przez glebę i roślinność, podczas gdy niektóre przenikają do podziemnych warstw wodonośnych, ostatecznie wypływając jako źródła zasilające strumienie i rzeki. Gdy woda znajdzie się w glebie i podniesie zwierciadło wód gruntowych, rośliny, a zwłaszcza drzewa, stopniowo przenoszą ją z powrotem w powietrze, zapewniając źródło deszczu w porze suchej. W zależności od regionu około 30–90% opadów pochodzi nie bezpośrednio z oceanu, ale z ewaporacji (parowania) wody z gleby i roślinności.
Na rozległych obszarach lądów drzewa mają decydujące znaczenie dla zdolności gleby do absorpcji wody deszczowej:
- Warstwa ściółki z liści pochłania wodę i chroni wilgoć przed natychmiastowym odparowaniem.
- Zadaszenie z liści również spowalnia parowanie.
- Drzewa i fauna leśna zwiększają porowatość gruntu, umożliwiając przenikanie wody w głąb ziemi.
- Korzenie drzew i roślinność niższych pięter lasu chronią glebę przed erozją.
Z kolei wylesianie prowadzi do erozji gleby i zmniejszenia jej zdolności do wchłaniania wody, a w konsekwencji do powodzi po ulewnych deszczach. Co więcej, bez głębokich korzeni drzew, które doprowadzają wilgoć z głębokiego podziemia i uzupełniają wilgoć atmosferyczną, susze wydają się być dłuższe i bardziej ekstremalne. To z kolei wywołuje większą presję na pozostałe lasy, które stają się bardziej podatne na pożary i choroby. A kiedy nadejdą deszcze, woda spływa coraz szybciej po spieczonej ziemi, zabierając ze sobą tę cienką warstwę gleby, która jeszcze pozostała.
Wylesianie wpływa na cyrkulację atmosferyczną także na inny sposób: prowadzi do silniejszych prądów wznoszących i wyższych chmur, które wytwarzają opady deszczu o mniejszej ilości całkowitej, ale o większej intensywności – pogarszając znany cykl suszy / powodzi. [13] Przejście od zrównoważonych opadów deszczu do schematu suszy / powodzi stanowi przykład wspomnianego „zaburzenia klimatu”, które może stanowić większe zagrożenie niż całkowite ocieplenie klimatu. Zmieniają się nie tylko wzorce pogodowe, ale także zmniejsza się zdolność Ziemi do radzenia sobie z tymi zmianami.
Jest jeszcze gorzej. Lasy nie tylko przetwarzają wilgoć pochodzącą z oceanów; najwyraźniej generują też wzorce wiatrów, które sprowadzają wodę z oceanów w głąb lądu. Na całym świecie panuje powszechne ludowe przekonanie, że „lasy przynoszą deszcz”, ale przez długi czas naukowcy wyśmiewali się z tego poglądu: lasy rosną tam, gdzie jest dużo opadów, mówili, ale nie powodują tych opadów. Deszcze przychodzą dzięki wiatrom zarządzanym przez wielkoskalowe procesy geomechaniczne pochodzące z polarnych / równikowych różnic temperatur, obrotu planety i innych czynników. Teraz ten punkt widzenia się zmienia.
W ostatniej dekadzie zyskała na znaczeniu teoria naukowa zwana „pompą biotyczną”, która potwierdza powszechną ludową mądrość, że lasy przyciągają deszcz. Po raz pierwszy zaproponowana w 2006 r. przez rosyjskich fizyków V. G. Gorszkowa i A. M. Makarievę teoria głosi, że ewaporacja z dużych obszarów leśnych, zwłaszcza starodrzewów, tworzy systemy niskiego ciśnienia, gdy para wodna unosi się i skrapla. [14] Ponieważ wiatry zwykle wieją z obszarów o wysokim ciśnieniu do obszarów o niskim ciśnieniu, wiatry obciążone wilgocią z oceanu są przyciągane do zalesionych wnętrz kontynentów, powodując deszcz, który z kolei odżywia las. [15] Dlatego zalesione kontynenty cieszą się regularnymi, obfitymi opadami deszczu także w ich głębi; dlatego też deszcze zaczęły zawodzić, gdy wylesianie zbliża się do krytycznych poziomów w Amazonii, Azji Południowo-Wschodniej, Afryce i na Syberii.
Teoria ta wywołała liczne kontrowersje, co się zdarza, gdy wyzwanie dla ugruntowanego dogmatu pochodzi spoza danej dyscypliny (Gorshkov i Makarieva są fizykami nuklearnymi, nie zaś fizykami atmosferycznymi). Trudno ją również udowodnić, eksperymentalnie lub za pomocą modelowania komputerowego; ponadto sugeruje ona, że istniejące modele klimatyczne pomijają ten niezwykle ważny proces. Niesie to również niepokojące konsekwencje, biorąc pod uwagę wysoki poziom wylesiania na całym świecie. Na przykład oznacza to, że wylesianie w Amazonii nie doprowadzi do zmniejszenia opadów o zaledwie 15 lub 30%, jak przewidują modele konwencjonalne, ale aż o 90%. [16] Oznaczałoby to przejście Amazonii nie w sawannę, ale w pustynię w bardzo krótkim czasie.
Pośrednie dowody na istnienie pompy biotycznej stanowią susze i malejące opady, które towarzyszą wylesianiu od Syberii przez Australię po Indonezję i Amerykę Środkową. Całkowita suma opadów w Amazonii spadła w latach 1975–2003 średnio o 0,3% rocznie [17], co stanowi bezpośrednią korelację ze wskaźnikami wylesiania, a czego skutkiem są dotkliwe susze w 2005, 2010 i 2015 r. Niedawno zgromadzono również bardziej bezpośrednie dowody, na podstawie wzorców opadów i analizy izotopowej. [18] Chociaż teoria przeciwstawia się geomechanicznemu poglądowi, który wciąż wywiera silny wpływ na klimatologię, rezonuje ona głęboko z perspektywą żywej planety. Znowu to życie stwarza warunki do życia.
Nawet w konwencjonalnej narracji o emisjach CO2 ochrona lasów deszczowych powinna być bardziej widoczna ze względu na przechowywanie i sekwestrację węgla. Zaś w narracji żyjących systemów ochrona i przywracanie lasów jest sprawą najwyższej wagi. Tymczasem najważniejszym priorytetem konwencjonalnej ekologii jest redukcja emisji, ale to uproszczony problem, mieszczący się wygodnie w znanej opowieści o zwycięskim marszu technologii. Kryzys ekologiczny nie zostanie jednak rozwiązany poprzez proste dostosowanie kilku czynników. Jesteśmy powołani do głębokiego partnerstwa z naturą i żywienia szacunku dla całego życia.
Kluczowe jest to, jak wprowadzamy lasy w spiralę śmierci: wylesianie powoduje suszę, susza powoduje jeszcze większe wylesianie. Musimy zacząć chronić lasy, jakby były święte (ponieważ są), i odradzać zniszczone lasy, jakby od tego zależało nasze życie (bo w istocie tak jest).
Związek między lasem, wodą i życiem zawsze był oczywisty dla ludzi żyjących w głębokim związku z Ziemią. Oto słowa szamana Yanomami, Daviego Kopenawy, który opisuje zniszczenie cyklu hydrologicznego:
“Nigdy nie rozdzieramy skóry ziemi. Uprawiamy tylko jej powierzchnię, ponieważ tam znajduje się bogactwo. Postępując w ten sposób, podążamy drogą naszych przodków. Liście i kwiaty drzew nigdy nie przestają opadać i gromadzić się na ziemi w lesie. To właśnie nadaje jej zapach i zdolność do rodzenia. Ale ten zapach znika szybko, gdy ziemia wyschnie, co sprawia, że strumienie ukrywają się w jej głębinach. Tak właśnie jest. Gdy tylko ścinasz wysokie drzewa, takie jak drzewa wari mahi kapok i orzechowe drzewa hawari hi Brazil, gleba lasu staje się twarda i gorąca. To te wielkie drzewa sprawiają, że woda deszczowa napływa i utrzymują ją w ziemi… Drzewa, które sadzą biali ludzie, drzewa mango, kokosowe, pomarańczowe i nerkowce, nie wiedzą, jak przywołać deszcz”. [19]
Zwróć uwagę na ostatnie zdanie, które stwierdza, że las to coś więcej niż zbiór drzew. Jeśli nie widzimy lasów jako żywych istot, czy kiedykolwiek będziemy zdolni traktować je jako takie?
Konieczność zachowania i odrodzenia lasów jest niezaprzeczalna, gdy widzimy Ziemię jako żywą istotę, a lasy jako jeden z jej ważnych organów. Konieczność ochrony i uzdrawiania wody jest oczywista, gdy widzimy ją jako krew lub płyn witalny żywej planety. Tak samo jest w przypadku ludzkiego ciała: jeśli rozumiesz je jako spójny, inteligentny żyjący system, nie potrzebujesz fizjologicznych powodów, aby rozumieć, że tak, potrzebujesz płuc, wątroby, wyrostka robaczkowego, migdałków. Tylko w mechanistycznym ujęciu moglibyśmy sobie wyobrazić, że niektóre narządy są bezużyteczne i można je wyciąć bez konsekwencji dla całości. Na szczęście dzisiaj bardziej oświeceni lekarze zdają sobie z tego sprawę i obalają siedemdziesiąt lat medycznych trendów, takich jak rutynowe usuwanie wyrostków robaczkowych, migdałków i zębów mądrości. Czy to nie najwyższy czas, abyśmy zrobili to samo dla ciała Gai?
Przypisy:
[1] Mahowald i in. (2017).
[2] Ogólnie rzecz biorąc, chmury niskie oddają więcej ciepła z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Patrz Trenberth i Stepaniak (2004).
[3] Patrz Ellison (2017), który pokazuje odkrycia pierwotnie pojawiające się w Hesslerová i in. (2013).
[4] Schwartz (2013).
[5] Runyan i D’Odorico (2016).
[6] Sabajo i in. (2017).
[7] Runyan i D’Odorico (2016), 62.
[8] Jak wyżej.
[9] Thompson (2008).
[10] Teuling i in. (2017).
[11] Jehne (2007).
[12] Schiermeier (2008).
[13] Schellnhuber (2004), 253.
[14] Najlepsze wprowadzenie do tej teorii i jej znaczenia, które znalazłem, to wywiad z autorami w: Hance (2012).
[15] Gorshkov i Makarieva (2006).
[16] Schwartz (2013).
[17] Courcoux (2009).
[18] Por. na przykład Angelini i in. (2011) oraz Andrich i Imberger (2013).
[19] Kopenawa i Albert (2013).