Lichtgevende planten wijzen klimaatonderzoek de weg

Samen met algen in de oceanen zorgen planten voor bijna alle opname van CO2 uit de atmosfeer. Om een nauwkeurige schatting te kunnen maken van de toekomstige hoeveelheid CO2 in de atmosfeer is het dus belangrijk om goed te weten hoeveel daarvan wordt opgenomen door planten. Dat kan aan de hand van lichtgevende planten.

Meten is weten

Op lokale schaal kan CO₂ gemeten worden door zogenoemde fluxtorens (torens die de verplaatsing van gassen in de atmosfeer meten), en op grotere schaal door vliegtuigen en satellieten. Klimaatmodellen schatten hieruit de toekomstige hoeveelheid CO₂.

Tot voor kort was de belangrijkste meetmethode eigenlijk niets anders dan fotograferen hoe groen de planten zijn:  hoe groener, hoe meer CO₂-opname. Een nadeel van deze methode is dat bij droogte of ziekte, als de planten minder CO₂ opnemen, de kleur van planten maar langzaam verandert. Wetenschappers zochten daarom naar een methode waarbij direct de activiteit van de planten te meten is.

Fotosynthese en fluorescentie

Onder invloed van zonlicht wordt in het bladgroen CO₂ omgezet in suikers, de bouwstoffen van planten. Dit proces noemen we fotosynthese. Als mechanisme om zich te beschermen tegen een overvloed aan licht zenden planten een deel van de ontvangen energie uit als infrarood licht: de planten fluoresceren. Deze fluorescentie is direct gerelateerd aan de fotosynthese en geeft dus een schatting van hoeveel CO₂ de plant opneemt. Figuur 1 laat het verschil zien tussen akkerland bekeken vanuit de lucht met het blote oog en met een fluorescentiedetector.

Het meten van fluorescentie wordt al veel toegepast bij het in kaart brengen van de gezondheid van landbouwgewassen, de ontbossing van regenwouden en het modelleren van de koolstofcyclus.

Satellietmetingen

Een belangrijke ontwikkeling in het meten van fluorescentie is de mogelijkheid om dit ook met satellieten te doen (figuur 2). Satellieten geven de mogelijkheid om in korte tijd een groot gebied in kaart te brengen. Zo kan het hele aardoppervlak in een dag gemeten worden. De mogelijkheid om de seizoensgang op deze manier te volgen geeft klimaatwetenschappers de gelegenheid om trends in de mondiale CO₂-opname beter te schatten. Zo kunnen klimaatmodellen ons een nauwkeurigere verwachting geven van het toekomstige klimaat.

KNMI-klimaatbericht door Maurits Kooreman