В последние дни пожары в тропических лесах Амазонки привлекли внимание всего мира. Президент Бразилии Жаир Больсонаро, вступивший в должность в 2019 году, пообещал в своей кампании по сокращению охраны окружающей среды и увеличению сельскохозяйственного развития на Амазонке, и, похоже, он выполнил это обещание.
Возрождение вырубки лесов в бассейне Амазонки, которое сократилось 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, такого как древесина и другие органические вещества, которые в противном случае могли бы способствовать климатическому кризису.
Некоторые СМИ утверждают, что пожары в Амазонии также угрожают атмосферному кислороду, которым мы дышим. Президент Франции Эммануэль Макрон написал в Твиттере 22 августа, что «дождевой лес Амазонки - легкие, которые производят 20% кислорода нашей планеты - горит».
Часто повторяемое утверждение, что тропические леса Амазонки производят 20% кислорода нашей планеты, основано на недоразумении. Фактически почти весь дышащий кислородом Земли происходил из океанов, и его достаточно для того, чтобы просуществовать миллионы лет. Есть много причин быть потрясенными пожарами Амазонки в этом году, но истощение запасов кислорода Земли не является одной из них.
Кислород из растений
Как ученый-атмосферщик, большая часть моей работы посвящена обмену различными газами между поверхностью Земли и атмосферой. Многие элементы, включая кислород, постоянно циркулируют между наземными экосистемами, океанами и атмосферой способами, которые можно измерить и определить количественно.
Почти весь свободный кислород в воздухе вырабатывается растениями путем фотосинтеза. Около трети фотосинтеза суши происходит в тропических лесах, самый большой из которых находится в бассейне Амазонки.
Но практически весь кислород, вырабатываемый в результате фотосинтеза каждый год, потребляется живыми организмами и пожарами. Деревья постоянно сбрасывают мертвые листья, ветки, корни и другой мусор, который питает богатую экосистему организмов, в основном насекомых и микробов. Микробы потребляют кислород в этом процессе.
Лесные растения производят много кислорода, а лесные микробы потребляют много кислорода. В результате чистая выработка кислорода лесами - и действительно, всеми наземными растениями - очень близка к нулю.
Кислородное производство в океанах
Чтобы кислород накапливался в воздухе, часть органического вещества, которое растения производят в процессе фотосинтеза, должна быть удалена из циркуляции, прежде чем его можно будет потреблять. Обычно это происходит, когда его быстро зарывают в местах без кислорода - чаще всего в глубоководных грязях, в водах, в которых уже истощен кислород.
Это происходит в тех районах океана, где высокий уровень питательных веществ оплодотворяет крупные цветы водорослей. Мертвые водоросли и другие осколки тонут в темных водах, где питаются микробы. Как и их коллеги на суше, они для этого потребляют кислород, истощая его из воды вокруг себя.
Ниже глубин, где микробы очищают от воды кислород, оставшееся органическое вещество падает на дно океана и там закапывается. Кислород, который водоросли производят на поверхности по мере роста, остается в воздухе, потому что он не потребляется разложителями.
Это погребенное растительное вещество на дне океана является источником нефти и газа. Меньшее количество растительного вещества захоронено в бескислородных условиях на суше, в основном в торфяниках, где уровень грунтовых вод предотвращает микробное разложение. Это исходный материал для угля.
Таким образом, лишь небольшая часть - возможно, 0,0001% - глобального фотосинтеза отводится захоронением и, таким образом, добавляет атмосферный кислород. Но за миллионы лет остаточный кислород, оставленный этим крошечным дисбалансом между ростом и разложением, накапливался, образуя резервуар дышащего кислорода, от которого зависит вся животная жизнь. В течение миллионов лет он колебался на уровне около 21% объема атмосферы.
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 в воздухе с образованием оксида железа, соединения, обычно известного как ржавчина. Этот процесс, который называется окислением, помогает регулировать уровень кислорода в атмосфере.
Не задерживай дыхание
Несмотря на то, что фотосинтез растений в конечном итоге ответственен за дышащий кислород, только крошечная доля этого роста растений фактически увеличивает запас кислорода в воздухе. Даже если бы все органические вещества на Земле были сожжены одновременно, потреблялось бы менее 1% мирового кислорода.
В целом, отказ Бразилии от защиты Амазонки не угрожает атмосферному кислороду. Даже огромное увеличение лесных пожаров приведет к изменениям кислорода, которые трудно измерить. В воздухе достаточно кислорода, чтобы просуществовать миллионы лет, и его количество определяется геологией, а не землепользованием. Тот факт, что этот рост вырубки лесов угрожает некоторым из самых биоразнообразных и богатых углеродом ландшафтов на Земле, является достаточной причиной, чтобы противостоять этому.
