Houlton, Benjamin Z., profesor na UC Davis, ředitel John Muir Institute of the Environment, první autor studie. Kredit: UC Davis.

Ve studii, která vyšla minulý týden v časopise Science, se uvádí, že až 26 procent dusíku v přírodních ekosystémech pochází z hornin. Přeloženo do lidštiny to znamená průšvih, neboť s více než čtvrtinou dusíku vstupujícího do globálního půdního systému, stávající modelování vývoje klimatu neuvažovalo.

Podle autora studie Bena Houltona, profesora na UC Davis, jsou jejich výsledky v rozporu s dosavadním paradigmatem, na jehož základě vznikaly environmentální vědy. Odhalený zdroj dusíků mění náš pohled v mnoha směrech. Například na lesy i travnatý pažit, neboť díky z podloží uvolňovanému dusíku mohou absorbovat a ukládat více emisí CO₂ z fosilních paliv, než kolik si kdo dosud uměl představit.

Proč se nyní začalo mluvit o přepisování učebnic ekologie?

Aby ekosystémy byly schopny absorbovat znečištění oxidem uhličitým, potřebují k tomu dusík. Pochopitelně, že i další živiny, ale množství dusíku se považovalo za limitní. Když se teď provalilo, že velké množství dusíku pochází z hornin, vrhá to na přírodní ekosystémy zcela nové světlo. Odhady, kolik jsou boreální lesy schopny pojmout oxidu uhličitého, se tím pádem ukazují být značně podhodnocené. Ředitelka divize biologie životního prostředí Kendra McLauchlanová uvádí dvě věci, v nichž učební texty, ze dne na den, zastaraly. Neuvádějí například, že by rostliny mohly využívat dusík ze zvětralých hornin. Za zdroj dostupného dusíku označují jen atmosféru, případně v půdě uložený dusík, který ale také měl pocházet jen z rozkladu organických látek. Na nynější nový poznatek ještě nestačila zareagovat ani Wikipedie.

Objev hornin v Severní Kalifornii uvolňujících dusík zásadně mění představy o tom, kde se bere dusík v atmosféře. Kredit: Scott Morford / UC Davis

Americké výzkumníky k objevu dovedly stromy v Klamathských horách severní Kalifornie. Obsahují totiž velké množství dusíku. Měření ukázala, že ho získávají z podložní horniny, která eroduje a zvětrává. Geologové v hantýrce hovoří o „zvětrávání dusíku“. K takové formulaci ale chemikové brzo začnou mít výhrady. Spoluautor studie Scott Morford, který se terénního výzkumu účastnil, hovoří o množství uvolňovaného dusíku, které v produkci rostlin má představovat až celou čtvrtinu. Na celé zemi by uvolňování z podpovrchových hornin mělo představovat 19 až 31 teragramů dusíku (milionů tun dusíku).

Nový poznatek se dotkne celé řady oborů. Hnojení dusíkem se totiž dotýká potřeby zajistit dostatek potravin pro množící se lidstvo a v zemědělství a jeho fortifikace hraje čím dál tím větší roli. Ne všichni se ale na hnojení dusíkem dívají jako na „živinu“ pro rostliny. Pro klimatology to je znečišťující látka a jejich snahou je hnojení omezit. Z hnojiv se totiž dusík  uvolňuje v podobě oxidu dusného a ten je 300krát účinnější skleníkovým plynem, než obávaný CO₂. N₂O je navíc záludný, prostupuje do stratosféry a ve výšce okolo 25 kilometrů, za přispění slunečního záření, ničí ochranou ozónovou vrstvu a jeho molekuly tam mají škodit 130 let.

Spoluautor Scott Morford při práci v terénu při níž vyšlo najevo, že zvětrávání hornin je významný zdroj dusíku, který rozhoduje o koloběhu uhlíku na Zemi. Kredit: Scott Morford

Geologům se jejich nynějším objevem podařil husarský kousek. Rostlinářům odhalili viníka, který jim už delší dobu dělal zmatek v bilancích. Pletiva kytiček už delší dobu signalizovala, že hromadí více dusíku, než kolik ho teoreticky mohou získávat ze vzduchu. Odhalení má vedlejší efekt - zemědělci a průmysl už v průšvihu znečišťovatelů dusíkem nejedou sami. Je tu další mocný hráč na poli „oteplování“. A je to protivník, s nímž nebude lehké zatočit. Jednak proto, že toho o něm  zatím moc nevíme. Jen to, že uvolňování dusíku zvětráváním nebude všude stejné. Studie uvádí, že velké oblasti Afriky budou na tento zdroj dusíku skoupé, ale severní zeměpisné šířky si to zase mají vynahradit.

Dosavadní představu o koloběhu dusíku v přírodě bude nutné přepracovat. Kredit: Johann Dréo,Wikipedia

Je tu ale ještě něco zarážejícího

Velkými producenty dusíku mají být i horské oblasti. Například Himaláje, nebo Andy. Tam se přitom nejedná o zatím zmiňované zvětrávání hornin a uvolňování dusíku následkem povětrnostních vlivů. Konečný dusíkový účet v horských oblastech nám tedy  budou vystavovat horotvorné pochody. Při mocných dějích se rovněž má uvolňovat velké množství dusíku. Kolik, to se nyní výzkumníci budou snažit zjistit.

Nejde jen o horniny v Americe. I z vápencových skalních věží Gunung Mulu na Borneu jsou rázem klimatičtí zloduši zhoršující klima planety. Kredit: Paul White, Flickr (Creative Commons).

Zamyšlení

Konsensus tisíců expertů sdružených okolo IPCC vychází mimo jiné z předpokladu, že v dobách globálního oteplení v eocénu se koncentrace CO₂ měla pohybovat někde okolo hodnoty 2000 ppm. V loňském roce ale pracovníci z Dartmouth College a University of Louisiana upozornili, že taková představa je nejspíš špatná a upozornili na to v časopise Earth and Planetary Science Letters. Jejich závěr je, že se klimatologové nejspíš s koncentrací CO₂ „sekli“ až o 50 %. Tato informace v přetlaku jiných zpráv zapadla. Není ale na škodu si ji nyní připomenout, a to přesto, že se výzkumníci z východu USA věnovali zcela jinému skleníkovému plynu.

Pokud nyní mají pravdu i jejich západní kolegové z Kalifornie, tak už nejde jen o CO₂, ale v dosavadních předpokladech koloběhu dění na Zemi nám začala „lítat v luftu“ možná i celá čtvrtina dusíku. Z obojího začíná tak trochu mrazit - kolik asi podobných  zásadních neznalostí se ještě objeví? A na jakých základech stojí onen, tak často skloňovaný, konsensus klimatologů. Jakou vypovídací schopnost mají předpovědi klimatu na stovky a tisíce let, když se ukazuje, že základem prognóz jsou modely krmené vstupními daty, z nichž některé mají padesátiprocentní chybu?

Závěr

Jen aby teď správce prázdných státních pokladen nenapadlo zavést daň i na snižování dusíku v atmosféře. A když, tak aspoň aby se klimatičtí inženýři nezačali snažit kontinentům bránit v jejich hrátkách na přetlačování.

Literatura

B.Z. Houlton el al., "Convergent evidence for widespread rock nitrogen sources in Earth's surface environment," Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aan4399
Kat Kerlin: UC Davis News
Ying Cui, Brian A.Schubert.: Atmospheric pCO2 reconstructed across five early Eocene global warming events. Earth and Planetary Science Letters (2017) doi.org/10.1016/j.epsl.2017.08.038 UC Davis