Az Amazonasz-medence és a trópusi Afrika óriási trópusi erdőségeire gyakran úgy hivatkoznak, mint a bolygó tüdejére. De mi van, ha azok a szíve is?
Pontosan ezt jelenti ki néhány meteorológus egy új elméletben, ami megkérdőjelezi az alapvető tudásunkat arról, hogy mi hajtja az időjárást. Úgy gondolják, óriási erdők olyan szeleket generálnak, amik az egész bolygón segítenek a víz pumpálásában.
Ha ez helyes, az elmélet megmagyarázná, hogy az erdős kontinensek mély belseje hogyan kap annyi esőt, mint a partvidék, és hogyan változott Ausztrália nagy része erdőből sivataggá. Azt sugallja, hogy Észak-Amerika nagy része sivataggá válhat – még globális felmelegedés nélkül is. Az elképzelés még fontosabbá teszi, hogy felismerjük azt a döntő fontosságú szerepet, amit az erdők játszanak a bolygó jólétében.
A tudósok egy ideje tudják, hogy az erdők az esőt körforgásban tartják. Egy tipikus trópusi esőerdőre hulló csapadéknak akár a fele elpárolog, vagy elgőzölög a fákról. Ez a fent lévő levegőt nedvesen tartja. Az óceán szelei szétteríthetik a nedvességet, hogy több esőt hozzanak létre. De most Viktor Gorskov és Anasztázia Makarijeva a szentpétervári orosz Atommagfizikai Intézettől azt mondják, hogy az erdők olyan szeleket is létrehoznak, amik nedvességet pumpálnak a kontinenseken át.
Hogyan tudnak az erdők szelet csinálni? A parti erdőkből és az óceánból a vízpára gyorsan kicsapódik, hogy cseppecskéket és felhőket alkosson. Az orosz kutatók arra mutatnak rá, hogy a folyadékká átalakuló gáz kevesebb helyet foglal el, és így csökkenti a helyi légnyomást. Mivel a párolgás erősebb az erdő felett, mint az óceán felett, ezért a légnyomás alacsonyabb az erdő felett, ami beszívja a nedves levegőt az óceán felől. Ez olyan szelet hoz létre, ami a nedvességet tovább hajtja a szárazföld felé. A folyamat ismétlődik, ahogy a nedvesség szakaszokban körforgásban van, a kontinens belseje felé haladva (lásd az ábrát). Végül óriási szelek a nedvességet több ezer kilométerre beviszik a szárazföld belsejébe.
A folyamatban részt vevő víz mennyisége óriási lehet. Általában több nedvesség párolog el az esőerdőkből, mint az óceánból. Az Amazonasz-esőerdő például naponta 20 billió liter vizet bocsát ki.
„A hagyományos meteorológiában a légköri mozgás egyetlen hajtóereje a légkör eltérő melegedése. Vagyis, a meleg levegő felemelkedik”, mondta Makarijeva és Gorskov a New Scientist-nek. De ők azt mondják, hogy „Senki nem nézte meg a vízpára vízzé alakulásából adódó nyomáscsökkenést.” A kutatók – akiknek az elmélete a levegő mozgását irányító alapvető fizikán alapul – ezt „biotikus pumpának” nevezték el, és kijelentik, hogy ez lehet „a földi légköri cirkuláció fő hajtóereje”. Ez drámai kijelentés. A két orosz kutató úgy érvel, hogy biotikus pumpájuk alkotja a trópusi klímarendszer sok nyomás által hajtott elemének az alapját, például a passzátszelekét, és segít olyan erős helyi jelenségek létrehozásában, mint a hurrikánok.
Hipotézisük alátámasztására megmutatják, hogyan válnak a parti erdőségek nélküli területek, mint például Nyugat-Afrika, a kontinens belsejében exponenciálisan szárazabbá. Hasonló módon, Észak-Ausztráliában a parti 1600mm-ről a csapadék mennyisége 200mm-re zuhan 1500km-re a szárazföld belsejében. Ezzel szemben azokon a kontinenseken, ahol nagy erdőségek vannak a parttól a belső területek felé, a csapadékhullás ugyanolyan erős a szárazföld belsejében, mint a parton, ami arra utal, hogy az erdők segítenek a nedvesség szállításában a szárazföld belseje felé (Ecological Complexity, DOI: 10.1016/j.ecocom.2008.11.004, in press).
Például Kongóban évente nagyjából 2000mm eső esik évente a parton, és ugyanannyi hullik a szárazföld belsejében is. Ugyanez igaz az Amazonasz-medencére, a szibériai sarkvidékre, és a Mackenzie-folyó medencéjére Észak-Kanadában. Azonban az USA, ami mostanáig nagyrészt erdős volt, most úgy tűnik, sivatag felé tart. Makarijeva és Gorskov azt mondta a New Scientist-nek, hogy gyors újraerdősítés nélkül a „leromló mérsékelt égövi erdők Észak-Amerikában útban vannak a sivatagosodás felé.”
Az orosz kutatók elképzeléseiket először 2007-ben, egy kis újságban közölték. „Hatalmas nehézségekkel szembesülünk a tudományos közvélemény kezdeti ellenállásának leküzdésében”, mondják. Antoon Meesters az Amszterdami Szabadegyetemről nemrég ezt „zavaros alapelvek tarthatatlan eredményeként” jellemezte. Meesters nem vitatja az oroszok elmélete mögött álló fizikát, de azt hangoztatja, hogy a hatás elhanyagolható.
Ezen a héten egy vezető brit erdőkutató jött az oroszok segítségére, a Kabale, Uganda székhelyű Trópusi Erdővédelmi Intézettől. A Bioscience újságban (DOI: 10.1525/bio.2009.59.4.12), az orosz kutatók munkáját tgalalva Doug Sheil és szerzőtársa, Daniel Murdiyarso alátámasztják az elképzelés fontosságát. „A hagyományos módszerek az erdőirtás után általában a csapadék 20-30%-os csökkenését jósolják”, mondja Sheil. „Makarijeva és Gorskov azt mondják, hogy még egy helyi erdőirtás is végül átkapcsolhatja egy egész kontinens klímáját nedvesről szárazra, a csapadékhullás több mint 95%-os csökkenésével.”
Sheil szerint a jelenlegi elmélet nem magyarázza meg egyértelműen, hogy a kontinensek belsejében lévő alacsony fekvésű területek hogyan tartják fenn a nedves éghajlatot. Mint mondja, „van egy hiányzó komponens. A biotikus pumpa lehet a válasz.” Az orosz kutatók felfedezését így jellemzi: „a legmélyebb tisztánlátás az erdők elvesztésének éghajlatra gyakorolt hatását illetően. Át fogják alakítani azt, ahogyan az erdők elvesztésére, a klímaváltozásra és a hidrológiára tekintünk.”
Sok erdőkutató érdeklődését felkeltette az elképzelés. „Teljesen értelmes elképzelés”, mondja Andrew Mitchell, a Global Canopy Programme igazgatója az angliai Oxfordból. „Tudjuk, hogy a parti esőerdők létfontosságúak a csapadék fenntartásában, mélyen a szárazföld belsejében.” Azt mondja, ez meggyőzőbb magyarázatot adhat arra, hogyan kerül az Amazonasz-vidéken a csapadék tipikusan hatszor körforgásba.
Mint mondja, a következmények globálisak. „Úgy gondoljuk, hogy az Amazonasz körforgásba került nedvességének egy részét magaslégköri áramlások Dél-Afriába viszik, és talán többet az USA középnyugati területeire. Gorskov és Makarijeva a világ éghajlata szempontjából abszolút döntő fontosságú folyamat elejét nézik.” Ha az elmélet helyes, akkor azt jelenti, hogy a nagy erdőségek segítenek a globális vízciklus beindításában. Azonban, mivel az erdőmodellek nem tartalmazzák a biotikus pumpát, lehetetlen megmondani, hogy mit jelentene az Amazonasz kiirtása világszerte a csapadékhullásra.
Az elmélet azt sugallja, hogy a múlt civilizációi sokkal nagyobb hatással lehettek a globális klímára, mint azt gondoltuk. Ausztráliát egykor erdők borították, de most nagy része sivatag. Gorskov és Makarijeva azt mondja, hogy a parti erdőket elégető őslakók kapcsolhatták át a szárazföldet nedvesről szárazra, kikapcsolva a biotikus pumpáját.
A klímakutatók már aggódnak az Amazonasz-esőerdő állapota miatt. Múlt hónapban az angol Meteorológiai Intézet arra figyelmeztetett, hogy ha a bolygó 4oC-kal melegedik, akkor az erdő 85%-a kiszáradhat és elpusztulhat. Ha Gorskovnak és Makarijevának igaza van, az Amazonasz eltűnik, még mielőtt a melegedés színre lép. Azt jósolják, hogy még mérsékelt erdőirtás is kikapcsolhatja a pumpát, és 95%-kal csökkentheti a csapadék mennyiségét az Amazonasz-medence középső részén. Ugyanez megtörténhet a világ egyéb nagy esőerdős vidékein, például Közép-Afrikában.
Richard Betts, a Meteorológiai Intézet klímahatás kutatásainak vezetője szerint „még nem dőlt el, vajon ez a mechanizmus jelentős-e, vagy nem. De súlyosan alábecsüljük a trópusi erdők szerepét a klímaváltozás elleni védekezésben.”
Ez nem mind rossz hír. Ha a természetes erdők esőt tudnak teremteni, akkor az erdők ültetése is. Sheil azt mondja, ha az erdők vonzzák az esőt, akkor a lecsupaszított parti területek újbóli beerdősítése visszaállíthat egy biotikus pumpát, és visszahozhatja az esőket. „Ha egyszer az erdők létrejönnek, a pumpa elég erős lenne ahhoz, hogy öntözze őket. Lehet, hogy egy napon beerdősíthetjük a világ sivatagjait? Makarijeva és Gorskov hipotézise azt sejteti, hogy lehet.” (Fred Pearce, New Scientist, 2009 április 1.)
