Student World

Pokračování prvního dílu

Zánik korálových útesů

Klimatologové spjatí s IPCC a biologové podléhající alarmistické propagandě prokazují plošný úbytek korálových útesů a předkládají odborné i laické veřejnosti prognózy, že další globální oteplování povede ke katastrofickému kolapsu korálových systémů. Jako příklad uvedu publikaci Reasera et al. (2000). Jenže korálové útesy jsou vázané na teplé vody moří a není logické, že by oteplení bylo příčinou mizení korálů. Precht a Aroson (2004) zjistili průzkumem korálů v Atlantiku severní polokoule, že v době raného až středního holocénu (10 až 6 ka) byly teploty v povrchových vrstvách moře o 2 až 3 oC vyšší než dnešní a podobně jako v Tichém oceánu ve stejných šířkách docházelo k posunu korálů na sever od dnešní hranice a toto období bylo charakteristické vysokou korálovou diverzitou. Autoři dokonce prokázali, že podobné trendy existují u korálových útesů i současně v reakci na růst teploty. To souhlasí i s obecným zjištěním, že biodiverzita kladně reagovala na růst teploty nejen v pleistocénu, ale také v celém terciéru.
V reakci na tyto úvahy klimatologové v IPCC tvrdí, že omezujícím faktorem růstu korálů je příliš vysoká koncentrace CO2 ve vodě, a tím dochází k okyselení mořské vody. Na základě rovnic o chemických reakcích tvrdí, že ve vodě není dostatek volného vápníku na uskutečnění reakcí potřebných k růstu korálů. Avšak kalcifikace korálů není popsatelná jednoduchými fyzikálně-chemickými rovnicemi. Kalcifikace je v tomto případě složitý biologický proces, kde metabolismus korálů je spjatý s fotosyntézou symbiotických řas a fotosyntéza reaguje pozitivně na růst CO2 (McNeil et al., 2004).
Pokud někde dochází k úbytku plochy korálů a k jejich decimování, musí se důvody hledat v jiné lidské činnosti. Jedním z důvodů je mechanická destrukce korálů především při intenzivním rybolovu, dále vliv znečišťování moří tekutými odpady a zvýšená sedimentace suspendovaných zemitých částic (zesílená vodní eroze půdy) a jemných průmyslových odpadů. Svou roli hrají také kyselé deště, které způsobují okyselení mořské vody hlavně v povrchových vrstvách, a to ve větší míře, než je vliv rozpuštěného CO2, což také nepříznivě mění prostředí korálů.

Přijdou hladomory

Jedním z nejčastějších argumentů o blížící se katastrofě je tvrzení, že vzrůst obsahu CO2 v atmosféře bude mít za následek nejen oteplení, ale také vzrůst aridity. Sucho bude převládat na většině planety, roční úhrny srážek budou klesat a srážky budou velmi nerovnoměrně rozdělené v čase. Následovat budou hladomory, oblast pouští se rozšíří na dosud nebývalou rozlohu a kvůli vysokému obsahu CO2 v atmosféře poklesnou zemědělské výnosy pod únosnou míru, což vyvolá hromadné stěhování národů se všemi negativními důsledky, tedy válkami a ničením civilizací.
Když vyjdeme z historických geologických analogií, zjistíme, že rozloha pouští byla v průběhu glaciálů mnohem větší než dnes. Již dříve jsem napsal, že jižní hranice pouštních dun Sahary dosahovala před současným holocénem přibližně o 400 km jižněji, než je současná hranice písečných dun. V glaciálech byla ve vyšších zeměpisných šířkách také extrémní aridita. Z prosté fyzikální úvahy vyplývá, že při vyšších teplotách je větší výpar a tedy větší zdroj pro tvorbu mraků. Je samozřejmé, že při vyšších globálních teplotách se změní současný stav regionálního rozdělení srážek, nikdy to však nepovede ke vzniku rozlehlých regionů postižených silnou ariditou. O četnosti výskytu extrémního a dlouho (přes 10 let) působícího sucha v rozlehlých regionech za poslední století informuje publikace Narismy et al. (2007). Autoři zjišťovali jednotlivá období, kdy roční úhrn srážek byl v některém regionu o 10 % menší, než je klimatický normál let 1901–2000. Ze 30 silných a dlouhotrvajících suchých period ve 20. století se extrémy vyskytly sedmkrát v prvním dvacetiletí tohoto století (1901–1920), sedmkrát v dalším (1921–1940), pak osmkrát (1941–1960), pětkrát (1961–1980) a pouze třikrát v posledním dvacetiletí (1981–2000). Z této studie vyplývá, že není žádná tendence k dlouhodobému suchu při současném vzrůstu globální teploty. V žádném materiálu nebylo uvedeno, proč by se současný trend měl náhle změnit. Neboli úvahy o nastávajícím vysychání planety jsou nepodložené.
Existuje ještě další důvod, proč jsou vysoce nepravděpodobné předpovědi o neúrodách a hladomorech v důsledku zvýšeného obsahu CO2 v atmosféře a o údajném budoucím nedostatku v zásobách půdní vody. Oxid uhličitý obsažený ve vzduchu je využíván rostlinami k tvorbě organických látek a je svým způsobem důležitým hnojivem přicházejícím z atmosféry. V tomto smyslu byly již od konce předminulého století prováděny pokusy ve sklenících se zvyšováním koncentrace CO2 ve vzduchu. Tímto atmosférickým přihnojováním se docílilo zrychlení růstu a zvýšení produkce. Klíčem k poznání tohoto procesu je studium fotosyntézy.

Fotosyntézou se přeměňuje energie světelného záření na chemickou energii v živých organismech rostlin, řas a některých bakterií. Na fotosyntéze se zúčastňuje CO2, voda a sluneční světlo jako dodavatel energie. Musí být přítomny i některé minerální živiny. Rostliny absorbují světlo v zeleném chlorofylu. Zjednodušeně řečeno, chlorofyl je zelený, protože absorbuje ze světelného záření modré a červené spektrum a naše oči vnímají ten zbytek, tedy zelenou barvu listů. Kromě chlorofylu jsou v chloroplastech buněk přítomny ještě další doprovodné látky. Působením fotonu světla na chlorofyl se uskuteční chemické reakce, při nichž vznikne nejprve ATP (adenozintrifosfát) a redukovaný NADPH+H (nikotinamidadenindinukleotidfosfát). Ve druhé fázi pak proběhnou reakce, při nichž dochází k redukci vzdušného CO2 na cukr. Podle způsobu fotosyntetického poutání CO2 se rostliny dělí do tří skupin: rostliny C3, C4 a CAM. Důvodem, proč se rostliny takto klasifikují, je počet atomů uhlíku v prvním stabilním produktu fotosyntézy. U rostlin C3, které tvoří přibližně 95 % všech rostlin na Zemi, vzniká nejdříve fosfoglycerát se třemi atomy C v jedné molekule. U rostlin C4 nejprve vznikne ve středové vrstvě listu (v mezofylu) oxalacetát se čtyřmi atomy C v jedné molekule. Ten je transportován do pochvy cévního svazku, kde se opět rozkládá za vzniku CO2, a potom probíhá fotosyntéza standardním průběhem reakcí jako u C3. Proces v C4 je tedy pumpou na oxid uhličitý, který je v místě zužitkování ve vyšší koncentraci než ve vzduchu. Při poklesu koncentrace CO2 ve vzduchu se totiž prudce snižuje fixace uhlíku probíhající při prosté reakci C3, a fotosyntéza se u rostlin C3 úplně zastaví při koncentraci CO2 70 ppm. Pak se směr reakcí obrací a fotosyntéza přechází v dýchání. U rostlin C4 je pumpa na CO2 evoluční vymožeností, kterou tyto rostliny čelí poklesu koncentrace CO2 během geologických dob. Její existencí vysvětlujeme jednak větší fotosyntézu u rostlin C4 a tedy jejich intenzivnější růst, jednak rozdíly v reakci C3 a C4 rostlin na změny koncentrace CO2.
Kromě toho vznikají i dva rozdílné enzymy: enzym u C3 umožňuje také vazbu molekuly O2 a tím i fotorespiraci, zatímco enzym u C4 neumožňuje reakci s O2. Fotorespirace je proces, kterým se snižuje účinek fotosyntézy, přesněji se snižuje množství fotosynteticky vytvářené hmoty. Protože fotorespirace se zmenšuje při zvyšující se koncentraci CO2 ve vzduchu, reagují rostliny C3 na zvýšení koncentrace CO2 zvýšenou fotosyntézou. Rostliny rychleji rostou ve srovnání s rostlinami C4, což se zvlášť výrazně projevuje při zvyšování koncentrace na dvoj- až trojnásobek oproti současné koncentraci.

Obecně platí, že rostliny C4 jsou přibližně nasyceny CO2 při koncentracích 200 až 250 ppm. Při zvyšování koncentrace CO2 ve vzduchu nad tuto hodnotu rostliny C4 jen slabě zvyšují přírůstky hmoty. Oproti tomu rostliny C3 značně zvyšují přírůstky své hmoty při současném zvyšování koncentrace CO2.
Rostliny C3 vznikaly již v paleozoiku zhruba před 400 Ma. Neznamená to samozřejmě, že dnešní C3 rostliny jsou totožné s tehdejšími, pouze fotosyntetický proces mají stejný. Z kulturních plodin k nim patří například ječmen, pšenice, slunečnice, rajčata, rýže, brambory. Při pokusech se zvyšováním koncentrace CO2 ve skleníku na 1,5 až 4násobek současné koncentrace se výrazně zvyšuje nejen celkové množství organické hmoty, ale zvyšují se i výnosy. Záleží také na ozářenosti – pokud ozářenost klesá, je pozitivní vliv CO2 méně výrazný. Detailní údaje jsou uvedeny v literatuře (Kirkham, 2005, 2007, Nátr, 2000). Můžeme tedy mluvit o vzdušném hnojivém efektu pomocí zvýšené koncentrace CO2 (Borlaug, 2000). Příznivý vliv zvýšeného CO2 je známý a je uváděn i ve zprávách IPCC. Uplatňuje se podstatně více v tropických lesích než v lesích středních šířek.
Naopak reakce rostlin C4 je na zvyšování koncentrace CO2 slabá, pokud se nedosáhne úpravy celého fotosyntetického procesu genetickými modifikacemi. K rostlinám C4 patří kukuřice, sorghum (čirok), proso, cukrová třtina.
Rostliny CAM jsou příbuzné C4, jsou však adaptované na suché klima. Protože mají velice omezený příjem vody, uzavírají během dne své průduchy a přijímají CO2 v noci, kdy probíhají jejich metabolické procesy. Takto si zadrží uhlík, který později ve dne vlivem slunečního světla dál využívají k tvorbě organických látek. Proto pomalu rostou. Patří k nim obecně sukulenty, čeleď kaktusů a dále například ananas a agave.

Příjem atmosférického CO2 rostlinou probíhá přes průduchy, mikroskopické otvůrky v listech, které mohou být zcela otevřené, kdy mají tvar fazole, nebo se přivírají a mají tvar srpku měsíce, až se případně mohou úplně uzavřít. Otvírání a zavírání průduchů se řídí především podle rychlosti příjmu vody kořenovým systémem rostliny. Pokud je dostatečná půdní vlhkost, přítok vody ke kořínkům je dostatečně velký a průtok tělem rostliny až k průduchu stačí uhradit ztráty vody při otevřeném průduchu. Tuto ztrátu vody nazýváme transpirace. Protože fotosyntéza je složitý chemický proces s využitím sluneční energie, je nutné zajistit chlazení, a to se děje transpirací. Velikost transpirace závisí při plně otevřeném průduchu na teplotě a na atmosférické vlhkosti. Zvýšená teplota a snížená vlhkost vzduchu způsobují vyšší transpiraci. Když je vlhkost půdy menší než optimální, je rychlost proudění vody ke kořínkům menší, než by byla maximální, tj. potenciální, transpirace, a rostlina by při plně otevřeném průduchu ztrácela vodu ze svých tkání a vadla by, a proto se brání a přivírá své průduchy, aby ke ztrátě vody z tkání nedošlo. Když se však zmenší průduchy, sníží se možnost příjmu CO2 a snižuje se tak fotosyntéza, tedy proces, ke kterému je nutné ochlazování. Platí proto: snížená fotosyntéza, snížená transpirace. Při déletrvajících nižších vlhkostech půdy klesá tvorba organické hmoty a klesají také zemědělské výnosy. Když je po dlouhou dobu vlhkost půdy tak nízká, že rostliny mají zcela zavřené průduchy, má to pro ně zhoubné následky. Nejenže je fotosyntéza nulová, ale navíc dochází k malé ztrátě vody výparem z celého povrchu listů, a to na úkor vody v rostlinných buňkách, klesá turgor a rostlina vadne. Když tento kritický stav trvá dlouho, rostlina se již nevzpamatuje, i kdyby náhle zapršelo. Biologické procesy rostliny trvale skončily.
Je tu však jedno jenže. Částečné uzavírání průduchů je také regulované koncentrací CO2. Když se koncentrace zvyšuje, rostlina má nadbytek molekul CO2 nutných pro fotosyntézu a přivírá průduchy. Tím zároveň snižuje transpiraci. Opět je rozdílný mechanismus a intenzita regulace u rostlin typu C3 a C4. Rostliny typu C4 jsou mnohem šetrnější na spotřebu vody při stejném zvýšení obsahu CO2 v atmosféře než rostliny C3 (Kirkham, 2007). V podstatě však platí, že zvýšení koncentrace CO2 znamená nejen vyšší výnosy, ale také menší spotřebu vody na jednotku produkce.

Idso a Idso (2005) předložili rešerši o polních pokusech, ve kterých se srovnávala půdní vlhkost a zásoby půdní vody pod různými porosty, při obsahu CO2 ve vzduchu 360 ppm a dvojnásobném, tedy 720 ppm, a při jinak stejných meteorologických podmínkách. Ve všech případech byla půdní vlhkost vyšší při zvýšení CO2. Zároveň se samozřejmě zvýšil růst organické hmoty a výnosy. Kromě výše probraného mechanismu fotosyntézy a transpirace zapůsobila také změna hydrofobicity, odpudivosti pro vodu. Suchý povrch půdy může být silně hydrofóbní, zatímco mírně vlhký povrch je již hydrofilní, dobře smáčitelný. Proto se na počátku srážky voda zasakuje pomaleji do půdy se silně vysušeným povrchem. Do půdy s povrchem mírně vlhkým vlivem vyšší koncentrace CO2 probíhá počáteční infiltrace rychleji. Po krátkém počátečním rozdílu se však výhoda rozdílné smáčitelnosti ztrácí.
V létě v poledních hodinách jsou nároky na výpar a transpiraci často tak vysoké, že rostlina musí přivírat průduchy, aby omezila ztrátu vody na přijatelnou míru, a přesto přechodně na několik hodin vadne. Přivřením průduchů však poklesne fotosyntéza a snižují se výnosy. Když je ve vzduchu zvýšená koncentrace CO2, nedochází přivřením průduchů ke snížení fotosyntézy. Tím se také zvyšují výnosy.
V souvislosti s tématem této kapitoly bude na místě připomenout si pár vět Normana Borlauga, který je označován za otce zelené revoluce (dnes se jí někdy říká zelená revoluce číslo jedna). Za svou činnost obdržel v roce 1970 Nobelovu cenu. Háček byl v tom, že se nejednalo o vědeckou práci v oborech odměňovaných Nobelovou cenou. Navíc Borlaug se věnoval zároveň humanitárním problémům. A tak dostal Nobelovu cenu míru. Borlaug se narodil roku 1914 na farmě v Iowě, a to předurčilo jeho celoživotní cestu. Po skončení univerzitních studií se věnoval oborům spjatým se zemědělstvím, jako je rostlinná patologie, mikrobiologie, šlechtitelství a genetika. Vyšlechtil nové odrůdy zemědělských plodin s vysokými výnosy a s odolností proti chorobám. Jím vypěstovaná odrůda pšenice přinesla vysoké úrody v Mexiku, Indii, Pákistánu a v dalších zemích trpících nedostatečnou zemědělskou produkcí. Těchto výsledků by nedosáhl, kdyby se zároveň nevěnoval organizační a manažerské činnosti „ve válce proti hladu a strádání“, podle jeho vlastních slov. Tato humanitární válka byla podmíněná také finanční podporou, především Rockefellerovou nadací. Úspěch se dá vyjádřit názvem jeho jednoho článku v Journal of World Business: „Zelená revoluce přináší zlaté žně“.

Burlaug (2000) píše v úvodníku „Konec světového hladu: Příslib biotechnologií a hrozba protivědeckého fanatismu“: „Trvalo to kolem 10 000 let, než se zvýšila produkce potravin na dnešních zhruba 5 miliard tun za rok“ a s přihlédnutím k růstu populace a jejím potřebám „budeme muset do roku 2025 opět zdvojnásobit produkci.“ Dále píše v souvislosti s neopodstatněným šířením paniky, vytvářené oponenty genetického inženýrství, že to je podle jeho mínění podobné strašení, jako je činnost klimatických panikářů popírajících prospěch ze vzdušného hnojivého efektu CO2: „Nyní je pro vědu důležitější čelit strachu vyplývajícímu z nevědomosti než produkovat potraviny.“
Nakonec uveďme ze statistiky FAO (2000): Celosvětový podíl hladovějících se snížil od roku 1970 do roku 1999 ze 35 % na 18 % a do roku 2010 se předpokládá snížení na 12 %.
Je tedy na místě se ptát, proč by měl začít hladomor v budoucnosti, když i při současném dlouhotrvajícím růstu koncentrace CO2 ve vzduchu stoupá množství produkovaných potravin a klesá počet hladovějících.

Tento text je ukázkou z knihy:
Miroslav Kutílek: Racionálně o globálním oteplování, Dokořán, 2008
O knize na stránkách vydavatele

Viz také:
Skeptický ekolog o globálním oteplování: Rostoucí teploty ve městech se dají zvládnout
Bajka o topících se ledních medvědech
Průmyslovým zemím může globální oteplování prospět

autor