قهرمانان ناشناخته طبیعت: درختان انجیری که دی اکسید کربن را به سنگ تبدیل می کنند

در یک رخداد شگفت انگیز و نادر در طبیعت، برخی از درختان انجیر در کشور کنیا کاری فراتر از تولید میوه انجام می دهند. این درختان قادرند دی اکسید کربن موجود در هوا را به خود جذب کرده و آن را به نوعی سنگ تبدیل کنند. این قابلیت منحصر به فرد می تواند راهکاری نوین و طبیعی برای مقابله با چالش های تغییرات اقلیمی در سطح جهانی باشد.

گزارش ها حاکی از آن است که یافته های تازه دانشمندان نشان می دهد بعضی از درختان انجیر در کنیا قابلیت بسیار ویژه ای دارند. این درختان می توانند دی اکسید کربن (CO2) موجود در اتمسفر را جذب کرده و با فرایندی شیمیایی، آن را به شکل کلسیم کربنات در تنه خود و همچنین در خاک اطرافشان انباشته کنند. این تحقیق که با همکاری گروهی از متخصصان کنیایی، آمریکایی، اتریشی و سوئیسی صورت گرفته، در همایش ژئوشیمی گلداشمیت در شهر پراگ ارائه شده است.

این درختان جزو اولین نمونه های درختان میوه دار هستند که از روشی خاص به نام “مسیر اگزالات-کربنات” بهره می برند. این بدین معناست که این درختان تنها به روش معمول درختان، یعنی از طریق رشد چوب و برگ، کربن را ذخیره نمی کنند، بلکه کربن را به شکل یک ماده معدنی در عمق تنه و خاک اطراف خود تثبیت می نمایند. این کشف می تواند چشم انداز جدیدی را در راهبردهای جذب کربن و مقابله با گرمایش زمین ایجاد کند.

مسیر پنهان ذخیره کربن: چگونگی تبدیل دی اکسید کربن به سنگ

همه درختان برای رشد و نمو خود از فرایند فتوسنتز استفاده می کنند. در این فرایند، آنها دی اکسید کربن را از جو جذب کرده و آن را به مواد آلی مانند چوب، برگ و ریشه تبدیل می کنند. به همین دلیل است که جنگل ها و درختان به طور کلی به عنوان راه حلی طبیعی و حیاتی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانه ای شناخته می شوند. اما تعدادی از گونه های درختی پا را فراتر گذاشته و یک گام اضافی در این مسیر برمی دارند. این درختان قادرند از دی اکسید کربن جذب شده برای تولید بلورهای بسیار ریز و میکروسکوپی از “اگزالات کلسیم” استفاده کنند. زمانی که بخش هایی از درختان خشک می شوند و شروع به تجزیه شدن می کنند، میکروارگانیسم ها و قارچ ها وارد عمل شده و این بلورهای اگزالات کلسیم را به “کلسیم کربنات” تبدیل می کنند.

این ماده معدنی نه تنها کربن را برای مدت زمان بسیار طولانی تری نسبت به مواد آلی در خود نگه می دارد، بلکه باعث قلیایی شدن خاک اطراف درخت نیز می شود و محتوای مواد مغذی خاک را افزایش می دهد. این فرایند دوگانه نه تنها به کاهش کربن جو کمک می کند، بلکه به بهبود کیفیت خاک و حاصلخیزی آن نیز منجر می شود.

دکتر مایک رولی، استاد ارشد دانشگاه زوریخ و یکی از محققان اصلی این پژوهش که یافته های خود را در کنفرانس گلداشمیت ارائه کرده است، می گوید: “ما از مدت ها قبل با مسیر اگزالات-کربنات آشنا بودیم، اما پتانسیل واقعی آن برای ذخیره کربن به طور کامل مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته بود. اگر ما قصد داریم در زمینه کشاورزی جنگلی به کاشت درختان بپردازیم که همزمان با تولید محصولات غذایی، دی اکسید کربن را به صورت کربن آلی ذخیره می کنند، می توانیم گونه هایی را انتخاب کنیم که با تشکیل کلسیم کربنات، مزیت مضاعف ذخیره کربن معدنی را نیز به همراه داشته باشند.”

این مسیر ناشناخته ذخیره کربن، که پیش از این بیشتر در درختان غیر مثمر و در محیط های خاصی مورد مطالعه قرار گرفته بود، می تواند به عنوان یک ابزار طبیعی و بسیار قدرتمند در مبارزه با بحران تغییرات آب و هوایی عمل کند. این پتانسیل به ویژه در صورتی که از طریق گسترش کشاورزی جنگلی و کاشت هدفمند این گونه های درختی به کار گرفته شود، می تواند تاثیرات بسیار مثبتی بر جای بگذارد.

بررسی های پیشرفته و نقش حیاتی میکروب ها

در طی این تحقیقات، تیمی متشکل از محققان برجسته از دانشگاه زوریخ، دانشگاه فنی نایروبی کنیا، سازمان سادانا فارست، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، دانشگاه کالیفرنیا دیویس و دانشگاه نوشاتل، سه گونه مختلف از درختان انجیر را در منطقه سامبورو در کشور کنیا مورد بررسی دقیق قرار دادند.

آنها با استفاده از روش های پیشرفته علمی، محدوده تشکیل کلسیم کربنات و همچنین جامعه میکروبی که در این فرایند حیاتی نقش دارند را شناسایی کردند و با بهره گیری از تحلیل “سینکروترون” در مرکز تابش سینکروترون استنفورد، محققان به این نتیجه رسیدند که کلسیم کربنات هم بر روی سطح خارجی تنه درخت و هم در اعماق بافت چوبی آن تشکیل می شود.

دکتر رولی در این باره توضیحات بیشتری ارائه می دهد: “همزمان با فرایند تشکیل کلسیم کربنات، خاک اطراف درخت به تدریج قلیایی تر می شود. این ماده هم روی سطح خارجی درخت و هم در ساختارهای داخلی چوب شکل می گیرد. احتمال می رود این پدیده به این دلیل رخ می دهد که میکروارگانیسم ها بلورهای سطحی را تجزیه کرده و به لایه های عمیق تر درخت نفوذ می کنند. این کشف نشان می دهد که کربن معدنی در عمق بیشتری از چوب نسبت به آنچه قبلا تصور می کردیم، تثبیت می شود.” این یافته ها به درک بهتر مکانیسم های پیچیده ذخیره کربن در این درختان کمک شایانی می کند.

انتخاب بهترین گونه گیاهی و چشم اندازهای آینده

در میان سه گونه انجیر مورد بررسی در این مطالعه، گونه ای با نام “فیکوس ویکفیلدی” (Ficus wakefieldii)، بیشترین بازدهی و کارایی را در ذخیره دی اکسید کربن به شکل کلسیم کربنات از خود نشان داد. پژوهشگران در حال حاضر قصد دارند با بررسی دقیق نیاز آبی این گونه درختی، میزان تولید میوه آن و همچنین تحلیل جامع تر ظرفیت ذخیره دی اکسید کربن آن در شرایط اقلیمی و محیطی گوناگون، امکان بهره برداری و استفاده گسترده تر از این درخت را در سیستم های کشاورزی جنگلی ارزیابی کنند. این گام برای توسعه راهبردهای جذب کربن بر پایه طبیعت بسیار حیاتی است.

کشاورزی جنگلی و پتانسیل جهانی برای کاهش کربن

تا به امروز، بیشتر مطالعات و تحقیقاتی که در مورد مسیر اگزالات-کربنات انجام شده، بر زیستگاه های گرمسیری و همچنین بر روی درختان غیر مثمر تمرکز داشته است. اولین درختی که به طور رسمی به عنوان گونه ای با این قابلیت منحصر به فرد شناسایی شد، “درخت ایروکو” (Milicia excelsa) بود. این درخت قادر است در طول عمر خود، مقادیر قابل توجهی، در حدود یک تن، کربنات کلسیم را در خاک اطراف خود ذخیره کند. “اگزالات کلسیم”، که یکی از فراوان ترین مواد معدنی زیستی در طبیعت محسوب می شود، به صورت بلورهای ریز توسط بسیاری از گیاهان تولید می شود. همچنین، میکروارگانیسم هایی که قادر به تبدیل این اگزالات کلسیم به کربنات کلسیم هستند، به طور گسترده در اکوسیستم های طبیعی وجود دارند. این پتانسیل گسترده نشان دهنده ظرفیت عظیم طبیعت برای جذب و ذخیره کربن است.

گامی بلند به سوی یک راه حل جهانی و پایدار

دکتر رولی در ادامه توضیحات خود تاکید می کند: “شناسایی و تشخیص کربنات کلسیم در محیط های خشک به مراتب آسان تر است، اما حتی در مناطق با رطوبت بالا نیز کربن همچنان به طور موثر ذخیره می شود. تا به امروز، گونه های متعدد و متنوعی از درختان با این قابلیت ویژه شناسایی شده اند. با این حال، ما به شدت معتقدیم که تعداد واقعی این گونه ها در طبیعت به مراتب بیشتر از آن چیزی است که در حال حاضر می دانیم. این بدان معناست که مسیر اگزالات-کربنات می تواند فرصتی بسیار مهم و در عین حال کم تر مورد توجه قرار گرفته شده، برای کاهش انتشار دی اکسید کربن در سطح جهانی باشد. این پتانسیل به ویژه زمانی برجسته می شود که ما به کاشت درختان برای مقاصد جنگلی یا بهره برداری از میوه های آنها می پردازیم. استفاده از این دانش در پروژه های جنگل کاری و کشاورزی می تواند به طور چشمگیری به تلاش های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند.”