For 23 millioner år siden var gjennomsnittstemperaturen på jorden 5- 6 grader varmere enn i dag.

Det var i en periode i jordens historie som kalles tidlig miocen.

I en ny studie har forskere undersøkt godt bevarte blad-fossiler fra denne perioden.

De kom fram til at bladene effektivt tok til seg CO2 uten å minste så mye vann. Det gjorde det mulig for trær å vokse der det ellers ville vært for tørt, skriver forskerne.

Grønning av kloden?

Eksperimenter har vist at fotosyntesen i planter får fart på seg når de får tilgang på mer CO2. I tillegg sparer de vann. Denne effekten kalles CO2-gjødsling.

Jorden har blitt grønnere, mye på grunn av CO2-gjødsling de siste 35 årene, ifølge en studie basert på satellittbilder fra NASA i 2016.

• Les også: Verden blir grønnere

Planter «puster» gjennom små åpninger i bladene som kalles stomataer. For å ta inn CO2 må stomatene åpne seg, men da lekker det ut litt vann. Hvis det er mye CO2 i lufta trenger ikke bladene å åpne seg like ofte. Slik sparer de på vannet.

Forskere boret 100 meter ned i en tørrlagt innsjø i New Zealand. Her er det fossiler av alger, edderkopper, biller, fluer, sopp og andre organismer fra tidlig miocen.

I materialet var det også fossiler etter blader som en gang falt i vannet. Noen av dem er så godt bevart at forskerne kan se de såkalte stomataene i bladene og andre strukturer. Bladene var ikke bare avtrykk, det var også rester etter det originale materialet igjen.

– Det som er så flott, er at disse bladene så og si er mumifisert. Vi har deres opprinnelige kjemiske sammensetning og kan se de fine strukturene under et mikroskop, sier Tammo Reichgelt, forsker ved Columbia University og University of Connecticut i en pressemelding.

Regnskog

Tidligere studier har landet på at CO2-nivået tidlig i miocen var på rundt 300 ppm, altså 0,03 prosent av atmosfæren. Men forskerne bak den nye studien kom fram til at det var høyere, 450 ppm. Det passer også bedre med temperaturdataene.

Det er sannsynlig at CO2- nivået vil øke til 450 ppm igjen i 2040, det samme som det var for 23 millioner år siden, ifølge Cicero. I dag ligger nivået på nesten 410 ppm, ifølge amerikanske National Oceanic and Atmospheric Administration.

Gjennom undersøkelsene fikk forskerne et bilde av skogens sammensetning. Skogen som en gang stod der var en type regnskog med trekroner i toppen og lavere trær og planter under. Regnskogen var varm-temperert til subtropisk.

Forskerne sammenlignet funnene med to andre undersøkelser fra Panama og Etiopia fra tidlig miocen der samme metoder var brukt. Til sammen viser studiene at trærne hadde mer effektivt vannforbruk, ifølge forskerne.

– Tropiske trer med høy vann-effektivitet sammenlignet med moderne nivåer, ville sannsynligvis muliggjort at skog overlevde i klima der det nå er tropiske savanner og gressletter, skriver forskerne.

Disse skogene var trolig utbredt frem til sent i miocen, skriver de. Da sank CO2-nivået i atmosfæren, og gress og savannelandskap ble mer utbredt. Spesielt gresslandskap av typen C4. C4-planter er effektive i tørre, varme områder med mindre tilgang på CO2.

Nærmer oss samme nivå

Vi nærmer oss altså samme CO2-nivå som i tidlig miocen. Hvordan vil det påvirke planteveksten?

Forskerne påpeker at skogen de har studert hadde utviklet seg i en atmosfære med mer CO2 og at de har hatt lang tid på å tilpasse seg små endringer.

Dagens planter har utviklet seg i et miljø med mye lavere nivå av CO2.

Forskerne skriver at det er forventet at den økte mengden CO2 i atmosfæren vil gi en gjødslingseffekt på plantevekst og global «grønning».

Samtidig vil også vanntilgang, temperatur og næringstilgang være med å påvirke vegetasjonen framover. Vannmangel vil ha større påvirkning enn CO2-gjødsling i mange tørre områder, ifølge kapittelet om forørkning i klimapanelets spesialrapport om landområder.

• Les også: Mer tørke kan føre til plutselige endringer i allerede tørre områder, ifølge studie
• Les også: Fremtidens klima truer bygg

Noen studier peker også mot at planter vil bli mindre næringsrike når det blir mer CO2 i lufta, som denne fra 2018 i tidsskriftet Science Advances.

– Logisk

Ane Victoria Vollsnes er forsker ved Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo. Hun sier at resultatene fra studien fra New Zealand er logiske.

– Fotosyntesen var mer effektiv i forhold til vanntapet. Om du har mer CO2 i atmosfæren, trenger ikke plantene like mange åpninger for å få nok CO2 inn til fotosynteseapparatet. Da mister de mindre vann.

I den nye studien har forskerne i tillegg sett på kjemien i bladene.

– De har brukt formler som man bruker på nåtidsplanter, sier Vollsnes.

– Det som er spesielt med disse fossilene, er at det ikke bare er avtrykk, de har rester av selve bladet. Da kan de sammenligne forholdet mellom C13-isotopen og C12-isotopen. Det kan si noe om hvordan fotosyntesen faktisk har fungert, det er litt gøy.

Vanskelig å spå

Vollsnes sier at eksperimenter viser at hvis man gir planter mer CO2 i en dag, så vil de lage mer sukker, altså byggestoffer, den dagen ved hjelp av fotosyntesen.

– Det kan bli litt annerledes hvis planten vokser i det økte CO2-atmosfæren helt fra den er frøplante, da tilpasser den seg det voksemiljøet den er i, sier hun.

Hvordan dagens planter vil reagere på et CO2-nivå som er like høyt som det var i tidlig miocen, vil hun ikke prøve å spå.

– Hva som vil skje i et økosystem er mye vanskeligere å si enn hva man tror vil skje med èn plante. Det er et veldig stort spørsmål. Hvordan vil nedbrytere og dyr reagere? Om det blir mer blader per bakkeareal, så vil det også bli mer døde blader som faller ned, og skape andre forhold på bakken. Hva med økt temperatur? Det kan bli for varmt.

Hvordan det hele spiller ut, er usikkert, sier også Tammo Reichgelt som ledet studien.

– Det er et annet lag med stress for planter. Det kan være supert for noen, og fryktelig for andre.

Referanse:

Tammo Reichgelt, m. fl: «Elevated CO2, increased leaf-level productivity, and water-use efficiency during the early Miocene», Climate of the Past, 20. august 2020.

Les også

Grønland mistet mer is i 2019 enn noe annet år siden målingene startet