Koldioxid -livets gas (suck)

Trolltyg11

Koldioxid kan ju inte vara dåligt, alla känner till fotosyntesen, växterna producerar syre från atmosfärens koldioxid och en högre halt gör att de växer bättre. Man pumpar till och med in koldioxid i växthus. Livets gas!

Finns det något tydligare sätt att åskådliggöra hur enkelspårig den här klimatdebatten är? Det har blivit helt normalt att ”mannen på gatan” upplyser klimatforskare om att solen påverkar klimatet, biologiprofessorer får berättat för sig om hur fotosyntesen fungerar och så vidare. Det är lite som att påminna kirurgen om att det finns blod i kroppen.

Ta en titt på videon nedan från ”Prager University” där lobbyisten Patrick Moore (nej han är ingen forskare) ältar de här argumenten, helt utan nyanser eller anknytning till verkligheten. Om man bara tar ett steg tillbaka och andas lite så fattar exakt alla att verkligheten är mer komplicerad än så.

Prager U producerar för övrigt en mängd av de här typen av korta filmer som ger sken av att ”utbilda folket” i allt från att dissa klimatvetenskap till att promota kreationism och hylla marknadsekonomin.

Men Prager U är inget universitet utan en videokanal som drivs av en religiös, högerinriktad man (Prager). Organisationen har enligt Wiki en omsättning på $10 miljoner, pengar som kommit från bland annat de som sysslar med fracking (surprise).

 

Men det är där vi är.  Det är naturligtvis inte enbart extra CO₂ som får plantorna i växthuset eller grödorna på åkern att växa bättre. Visst, så länge CO₂ är den begränsande faktorn så kommer en ökad tillgång att gynna tillväxten och det är det ingen som förnekar. Men det är som alla vet inte heller koldioxidens enda effekt på växternas levnadsförhållanden.

Men hånfulla kommentarer som ”klimatfundamentalister sväljer allt” och ”alla vet ju hur fotosyntesen funkar” dyker ständigt upp.

Jag är själv ganska övertygad om att ”mannen på gatan” inte har en aning om hur fotosyntesen fungerar för då skulle vi förmodligen inte ha den här debatten. Tänkte därför skriva en skvätt om det och även hänvisa till några studier som visar att allt inte är frid och fröjd med koldioxidökningen och med enbart ökade skördar som följd.

 

Fotosyntesen och C3-växterna

Alla har väl fått lära sig att gröna växter tillverkar syre och kolhydrater utifrån koldioxid och vatten via fotosyntesen:

6 CO₂ + 6 H₂O + solljus → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Den formeln är dock en grov förenkling, i själva verket involverar det en rad olika biokemiska reaktioner som brukar kallas Calvincykeln:

Calvin-cycle4

Bild av Mike Jones, Wikipedia

 

Fotosyntesen hos en stor majoritet av alla växter på jorden går via denna reaktionskedja och eftersom första intermediatet består av tre kolatomer brukar de benämnas C3-växter. Men det är en process som inte är helt problemfri när det blir varmt och torrt.

Växterna tar som bekant upp vatten via rötterna medan koldioxiden plockas upp från atmosfären via porer i bladen som kallas klyvöppningar (stomata). Det är även via dessa som det syre som bildas i fotosyntesen ventileras bort. En nackdel är att även vatten kan avdunsta här och är det riktigt varmt ute kan det innebära livsfara för växterna, varför de också kan stänga porerna vid behov.

Problemet är att växten inte får någon påfyllning av CO₂ då porerna är stängda, vilket gör att halten CO₂ i cellerna minskar i takt med att fotosyntesen tuggar på och samtidigt ökar halten syrgas eftersom det inte kan ventileras bort. Ett vitalt enzym i Calvincykeln, RuBisCo, börjar då att använda O₂ istället för CO₂ som ”startmaterial” vilket kraftigt reducerar effektiviteten i fotosyntesen. Det brukar kallas fotorespiration.

Så man kanske skulle misstänka att denna typer av växter kan få problem vid ett ändrat klimat…

 

Fotosyntesen och C-4-växterna

I tropikerna är det oftast för varmt på dagarna för att klyvöppningarna ska kunna hållas öppna och ta upp CO₂ och ventilera ut O₂. Här trivs en annan typ av växter vars celler är annorlunda organiserade och fotosyntesen kan ske via en annan reaktionsväg jämfört med C3-växterna (åtminstone inledningsvis). De första reaktionerna utnyttjar då inte enzymet RuBisCo och det första intermediatet i denna reaktionsserie har fyra kolatomer (malate) och de kallas därför C4-växter.

HatchSlackpathway2

Bild av Mike Jones, Wikipedia

Det gör att RuBisCo inte kommer hämmas om halten syre skulle byggas upp när klyvöppningarna är stängda på samma sätt som i C3-växterna. Det gör i sin tur att de bättre kan hantera varmare och torrare klimat. I verkligt varma och torra områden vore det rena självmordet att ha klyvöppningarna öppna alls under dagen och där finns det ytterligare en typ av växter (CAM) som bara tar upp koldioxid under natten.

Men det här är inte hela sanningen heller, det finns olika varianter på C4-cykeln och det är många andra faktorer och olika kemikalier inblandade i växternas liv. Exempel på C4-växter är majs och sockerrör.

Och vad har det med saken att göra? Jag ville bara visa att det är mer komplicerat än vad man kan tro och det här är förstås bara en av orsakerna till att olika växter har olika förutsättningar att kunna anpassa sig till ett förändrat klimat. De påverkar i sig själva hur mikroklimatet i ett område ser ut, fukt, hydrologi, fauna och så vidare.

Och förändringar sker redan nu, trädgränsen har t ex flyttat uppåt betänkligt i våra egna fjäll, en studie i Florida visar att växterna där har anpassat sig genom att reducera antalet klyvöppningar med 34% under de senaste århundradet.

Här ett utdrag från IPCC:s rapport följt av några studier om hur växter reagerar på en ökad koldioxidhalt och klimatförändringar (tagit länkarna härifrån):

Global warming has led to shifts of climate zones in many world regions, including expansion of arid climate zones and contraction of polar climate zones (high confidence). As a consequence, many plant and animal species have experienced changes in their ranges, abundances, and shifts in their seasonal activities (high confidence).

  1. Yuan, et al. (2019). Science Advances. Increased atmospheric vapor pressure deficit reduces global vegetation growth.
  2. Mankin, J, et al. (2019). Nature Geoscience. Mid-latitude freshwater availability reduced by projected vegetation responses to climate change.
  3. Lammertsma, E, et al. (2011). Indiana University. Global CO2 rise leads to reduced maximum stomatal conductance in Florida vegetation.
  4. Zhao, M and Running, S. (2010). Science. Drought-Induced Reduction in Global Terrestrial Net Primary Production from 2000 Through 2009.

Så växter kan hantera olika klimat och ”näringsförutsättningar” på olika sätt. Det visste exakt alla människor redan. Det är naturligtvis ingen slump att alträd gärna växer intill åar, att akaciaräd växer på savannen, att vissa växter klarar kalkrikare marker bättre än andra och så vidare.

Du, jag, alla, vet detta.

Patrick Moore (videon ovan) är biolog i grunden och är inte dum i huvudet. Han vet detta. Men han har också jobbat större delen av sitt liv som PR-konsult och lobbyist och vet att fakta inte betyder någonting utan en berättelse. Därför slänger han upp mer eller mindre handritade grafer som, efter de ha körts genom känslofiltret, blir till ”hårda fakta” som andra kan använda för att håna både sunt förnuft och vetenskapens drivor med artiklar.

Några av Moores favoritgrafer, läs historien bakom här.

 

Men NASA:s satelliter har ju visat att jorden blivit grönare!?

Ja, det är inget som mörkas, du kan du till och med läsa om det i IPCCs specialrapport Climate Change and Land från i somras. Men det är förstås inte så enkelt att det enbart handlar om en högre koldioxidhalt utan beror även på längre växtsäsonger, hur man brukar marken och använder gödsel etc.

Men det är definitivt inte hela bilden, för samtidigt verkar denna trend har avtagit och man ser det omvända på många håll, förmodligen på grund av stress från vattenbrist (t ex Zhao et al, Science, 2010). En annan studie av trädens årsringar har visat att tillväxten minskat sen 1998 på 100 av 171 undersökta platser runt om i världen.

Utdrag från IPCC följt av några studier som visar på att den ökade halten av koldioxid inte bara för med sig positiva saker, länkar tagna härifrån:

Satellite observations have shown vegetation greening over the last three decades in parts of Asia, Europe, South America, central North America, and southeast Australia. Causes of greening include combinations of an extended growing season, nitrogen deposition, CO2 fertilisation, and land management (high confidence).

Vegetation browning has been observed in some regions including northern Eurasia, parts of North America, Central Asia and the Congo Basin, largely as a result of water stress (medium confidence). Globally, vegetation greening has occurred over a larger area than vegetation browning (high confidence).

  1. Li, Y, et al. (2019). University of Illinois Urbana-Champaign. Excessive rainfall leads to maize yield loss of a comparable magnitude to extreme drought in the United States.
  2. Zhu, K, et al. (2016). Stanford University. Nonlinear, interacting responses to climate limit grassland production under global change.
  3. Liu, B, et al. (2016). Nanjing Agricultural University. Similar estimates of temperature impacts on global wheat yield by three independent methods.
  4. Hatfield, J, et al. (2015). United States Department of Agriculture. Temperature extremes: Effect on plant growth and development.
  5. Williams, C. (2014). Clark University. Heat and drought extremes likely to stress ecosystem productivity equally or more in a warmer, CO2 rich future.
  6. Silva, E, et al. (2013). Drought and Its Consequences to Plants – From Individual to Ecosystem.
  7. Hawkins, E. (2012). Increasing influence of heat stress on French maize yields from the 1960s to the 2030s.
  8. Battisti, D and Naylor, R. (2009). Historical Warnings of Future Food Insecurity with Unprecedented Seasonal Heat.

 

Bland annat med tanke på ovanstående är det inte helt oväntat att vissa grödor kommer gynnas på vissa platser men tvärtom på andra, tecken som syns redan nu. IPCC:

“Observed climate change is already affecting food security through increasing temperatures, changing precipitation patterns, and greater frequency of some extreme events. Increasing temperatures are affecting agricultural productivity in higher latitudes, raising yields of some crops (maize, cotton, wheat, sugar beets), while yields of others (maize, wheat, barley) are declining in lower-latitude regions.”

 

Det finns även studier som visar att en högre koldioxidhalt gör att grödorna vi odlar kan innehålla mindre mineraler och proteiner:

  1. Beach, R, et al. (2019). International Food Policy Research Institute. Combining the effects of increased atmospheric carbon dioxide on protein, iron, and zinc availability and projected climate change on global diets: a modelling study.
  2. Zhu, C, et al. (2018). University of Tokyo. Carbon dioxide (CO2) levels this century will alter the protein, micronutrients, and vitamin content of rice grains with potential health consequences for the poorest rice-dependent countries.
  3. Myers, S, et al. (2014). Harvard University. Increasing CO2 threatens human nutrition.
  4. Loladze, I. (2014). Catholic University of Daegu. Hidden shift of the ionome of plants exposed to elevated CO2 depletes minerals at the base of human nutrition.
  5. Henao, J and Baanante, C. A. (1999). International Fertilizer Development Center, Alabama. Estimating Rates of Nutrient Depletion in Soils of Agricultural Lands of Africa.

Läs några kommentarer från forskare i Scientific American .


I IPCC:s specialrapport om landanvändning pratas det även om ”desertification” (kom inte på något bra svenskt ord, ”förökning” kändes inte helt rätt 🙂 ), vilket fått en del hö-hö-kommentarer: det hävdades att öknarna spred sig för decennier sen och det stämde ju inte. Nu definieras ”desertification” inte som spridning av öknar utan utarmning av jordar i torra områden (“represents all forms and levels of land degradation occurring in drylands”).

Och den ökar, mycket på grund hur marken brukas och bristande gödsling (vilket också innebär att mycket går att åtgärda, i Afrika håller man t ex på att plantera en 800 mil lång skog tvärs över kontinenten längs Saharas gräns (The Great Green Wall), vilket gett flera positiva ”bieffekter”.). Det gäller både den rika och fattiga världen men det är framförallt i utvecklingsländer problemen ligger och det handlar om en miljard människor som förväntas leva i dessa torra områden. IPCC:

“There is high confidence that the range and intensity of desertification has increased in some dryland areas over the past several decades”

”For example, under the shared socioeconomic pathway SSP2 (“Middle of the Road”) at 1.5C, 2C and 3C of global warming, the population living in drylands and exposed to risks such as water stress, drought intensity and habitat degradation is projected to reach 951 million, 1.15 billion and 1.29 billion people, respectively.”


Jaha, det var några smakprov och det verkar alltså som att verkligheten är mer komplicerad än vad som framförs i sociala medier och liknande. Alla är jätteförvånade.

Är ovanstående en fullständig genomgång? Klart det inte är, det är ett blogginlägg och allt jag ville visa var hur osaklig den här debatten är.

Men det är en naturlig fortsättning på den argumentationskedja som fallit likt dominobrickor med åren. Det hette först att det inte existerade någon uppvärmning, sen att den upphört 1998, 1995, 2002, 2007, nej 2010 … eller vänta 2016 (ja, det är påståenden från ”officiella personer” alltihop)…

När inte heller det höll blev man tvungen att köra fullt ut på att ingen har en aning om vad uppvärmningen beror, det är bara naturliga cykler, och när även det fallerar (har inte sett att någon kan redovisa en sådan naturlig cykel som stämmer överens med observationer) så faller man tillbaka på att ”det händer, men koldioxid är bara bra, det är livets gas”.

Exakt alla kan inse att förändrade nederbördsmönster och temperaturer kommer påverka växtligheten även om man inte exakt kan förutsäga hur det kommer se ut i framtiden.

Ta och läs IPCC:s rapport om du vill ha mer tillförlitlig information än från Prager U och lobbyisten Patrick Moore som målat in sig i ett hörn, hela hans stolthet och försörjning hänger på att förlöjliga vetenskapliga studier.

Carbon Brief  satte ihop en sammanfattning här.

Tänk att man skulle få leva i den tid där twitter- och blogginlägg kom att värderas högre än vetenskapliga publikationer. När tror ni debatten om att lära ut kreationism i skolan kommer hit, för det är väl bara en tidsfråga?