Спутниковые данные показали, что скорость фотосинтеза растений увеличивалась, когда уровень аэрозолей в атмосфере снижался. Это наблюдалось только два дня в неделю на территории Европы.
Фотосинтез — химический процесс, при котором фотосинтезирующая клетка синтезирует органические вещества из неорганических с помощью энергии света. При фотосинтезе растения поглощают углекислый газ и воду, а после выделяют кислород. Он выводится в атмосферу, затем его получают живые организмы для дыхания.
В результате природных пожаров и сжигания человеком твердого топлива в атмосфере возникают аэрозоли — дисперсные системы на основе несгоревших частичек топлива, которые отражают солнечный свет и охлаждают планету.
Группа экологов из американского Института Карнеги под руководством Лиин Хе (Liyin He) попыталась выяснить, какое влияние качество воздуха оказывает на фотосинтез. Выводы исследователей опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые использовали спутниковые карты высокого разрешения, предназначенные для наблюдения за жизненным циклом растений из космоса. Во время фотосинтеза растения излучают флуоресцентное свечение. Оно не видно невооруженным глазом, но его можно «поймать» спутниками, которые находятся на орбите, в сотнях километрах от Земли.
Команда Лиин Хе проанализировала спутниковые измерения того, сколько света излучают растения, проведенные аппаратами с 2018 по 2021 год над Европой. После чего сравнила полученные данные со спутниковыми измерениями загрязнения воздуха за тот же период. Ученые обнаружили, что скорость фотосинтеза увеличивалась при более низком уровне мелкодисперсных частичек в воздухе. Происходило это в 64 процентах регионов Европы в выходные дни, когда наблюдается меньше всего пробок на дорогах, а производственная активность значительно сокращена.
«Аэрозоли могут мешать попаданию солнечного света на поверхность Земли, а это отрицательно сказывается на способности растений к фотосинтезу. Когда же в атмосфере аэрозолей мало, растения получают больше света», — пояснила Хе.
Кроме того, исследователи выяснили, что аэрозольное загрязнение атмосферы было значительно ниже в 2020 году по сравнению с другими годами из-за пандемии Covid-19. В результате растения оставались продуктивными на протяжении всей недели, а не только по выходным.
Авторы статьи пришли к выводу, что снижение уровня аэрозолей позволит растениям улавливать и накапливать больше углерода. Хе и ее коллеги подсчитали, что растения могли бы ежегодно поглощать из атмосферы дополнительно по 41 миллиону тонн углекислого газа (CO2) в год, если бы уровни аэрозольного загрязнения снизились до показателей, наблюдавшихся в разгар пандемии.