Vliv koncentrace CO₂ na tempo růstu rostlin

Všechny zelené rostliny potřebují ke svému zdárnému růstu atmosférický oxid uhličitý. Řada studií a experimentů prokázaly, že rostliny rostou rychleji při vyšších koncentracích CO₂. Naopak při koncentracích CO₂ na hladině okolo 150 ppm a nižších rostliny hynou, dochází ke kolapsu fotosyntézy. Rychlost růstu rostlin (při zachování ostatních podmínek jako je teplota, vlhkost atd.) je úměrná koncentraci oxidu uhličitého a změna rychlosti růstu odpovídá (přibližně) druhé odmocnině poměru koncentrace plynu.

Za posledních 100 let došlo ke zvýšení koncentrace CO₂ z 300 ppm na zhruba 400 ppm. Změna rychlosti růstu rostlin by tedy měla být dána faktorem √ (4/3) = 1,15, tedy +15 %. Že ke změně rychlosti růstu rostlin a k celkovému ozelenění planety Země skutečně došlo dokazují pozorování ze satelitů. Během kosmické éry, kdy koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře stoupla z počátečních 340 ppm na 400 ppm (přesněji 415 ppm), skutečně došlo k výraznému zezelenání naší modré planety.

Asi jen málo lidí si uvědomuje, že za svou existenci vděčíme zeleným rostlinám, které za pomoci slunečního záření (fotosyntézy) přeměňují molekuly oxidu uhličitého (CO₂) a vody (H₂O) na sacharidy. Suchozemské rostliny získávají vodu, dusík, draslík, fosfor, hořčík a další potřebné živiny z půdy. Daří se jim v půdách bohatých na živiny a dostatečně vlhkých. Uhlík, který patří také mezi důležité živiny, získávají zelené rostliny ze vzduchu. A daří se jim lépe ve vzduchu, který je bohatší právě na oxid uhličitý…

Velice zajímavé je zjištění badatelů, že koncentrace sodovkového plynu rovněž ovlivňuje odolnost rostlin vůči suchu. Čím vyšší je koncentrace oxidu uhličitého, tím větší je odolnost rostlin vůči suchu, resp. tím nižší mají rostliny spotřebu vody. Během dlouhé evoluce se vyvinula řada zpětnovazebních mechanismů mezi rostlinami, půdou a atmosférou.

Jedním z těchto mechanismů je schopnost rostlin vysazovat listy s menším množstvím průduchů, pokud je vysoká koncentrace sodovkového plynu, a naopak vyšší množství průduchů (stomat), pokud je atmosféra chudá na oxid uhličitý. No a?, řeknete si. No a? Pokud mají listy rostliny méně průduchů (stomata), ztrácí rostlina méně vody a tudíž spotřeba vody rostlinou je nižší. Rostlina je tak mnohem odolnější vůči suchu.

Ale nejen to. Dnes rostliny (podle druhu) spotřebují okolo 100 a více mililitrů, tedy deci vody na syntézu jednoho gramu sacharidů. Při dalším zvyšování koncentrace CO₂ by spotřeba vody klesala a rostly by výnosy zemědělských plodin. Jinými slovy, vyšší koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře prospívá životu na Zemi.

V dlouhé geologické minulosti Země byla koncentrace sodovkového plynu v atmosféře mnohem vyšší, než je tomu dnes. Pouze asi poslední dva milióny let hrozilo zeleným rostlinám vyhladovění, kdy se na vrcholu dob ledových koncentrace sodovkového plynu v atmosféře povážlivě přiblížila oné kritické hranici 150 ppm CO₂ (někteří autoři tuto mez kladou k hodnotám okolo 170 ppm). Tehdy byla většina atmosférického oxidu uhličitého vázána v chladných vodách oceánů. A že se rostlinám v atmosféře s vyššími koncentracemi sodovkového plynu skutečně daří, dokládají i nálezy v starých sedimentárních záznamech - například přesličky s plavuněmi a kapradinami, které dnes těžíme v podobě uhlí, dorůstaly výšky až 130 metrů. O tom se dnešním stromům opravdu nezdá. A pro úplnost podotýkám - gravitační konstanta ani gravitační zrychlení na Zemi se za posledních 500 miliónů let nezměnily…

Zastánci uhlíkové hypotézu budou jistě namítat, že koncentrace sodovkového plynu má na svědomí globální oteplování a že stačí, když se oteplí ještě o dva stupně a shoříme. Proč jsme tedy neshořeli, když v období antického klimatického optima bylo u nás o dva až tři stupně tepleji než je tomu dnes (dokládají to pylové záznamy v sedimentech, rašelinách Krušných hor aj.), proč jsme neshořeli ve starších geologických obdobích, kdy bylo rovněž mnohem tepleji.

Proti této uhlíkové hypotéze je potřeba opakovaně stavět fakt a neustále jej připomínat, že skleníkovým plynům, skleníkovému efektu jako takovému vděčíme za to, že je planeta Země vůbec obyvatelná. Kdyby skleníkový efekt neexistoval, pak by průměrná teplota Země byla -15 °C a nikoliv dnešních +15 °C. Na tomto skleníkovém efektu se z 95 % podílí vodní pára, z 3,2 % oxid uhličitý a zbylých 1,8 % připadá na metan a další plyny.

Zastánci uhlíkové hypotézy a zeleného údělu nejsou schopni vysvětlit, proč Zemi postihlo globální zalednění v dobách, kdy koncentrace sodovkového plynu byla v atmosféře mnohonásobně vyšší než dnes. Proč je rudá planeta Mars zmrzlá, přestože je v jeho asi 100× řidší atmosféře koncentrace oxidu uhličitého přes 95 %. Proč složením téměř táže atmosféra Venuše (96 % CO₂) jako je tomu u Marsu, ale 100× hustší než v případě Země (0,04 % CO₂) je naopak velice horká a na povrchu této planety panují teploty okolo 450 °C. Množství sodovkového plynu na Marsu je tedy řádově vyšší, než je tomu na Zemi…

Aby bylo srovnání úplné, je potřeba porovnat také množství energie, která dopadá na metr čtvereční horních vrstev atmosfér jednotlivých planet (při kolmém dopadu), tedy tzv. solární konstantu. U Venuše činí 2 610 W/m², u Země 1 367 W/m² a v případě Marsu je to 590 W/m². Mars tak na jednotku plochy dostává o 60 % méně energie než Země a ta o 90 % méně než Venuše. Pomiňme nyní rychlosti rotace (u Venuše 243 dní), která má určitý vliv na míru ohřevu povrchu (atmosfér) planet. Kdyby měla platit uhlíková hypotéza, musely by být výsledné průměrné teploty na površích tří zmíněných terestrických planet jiné, než ty naměřené!

Doporučené zdroje

• https://thebestschools.org
• https://www.cfact.org
• https://ottima-power.com
• https://sciencemag.cz