La fiecare pas pe care l-a făcut, cizmele lui Jon Nichols s-au ghemuit pe pământ sub el. Și-a înregistrat împrejurimile pe un videoclip cu un telefon mobil și, în ciuda zilei umede și cenușii, Munții Chugach din Alaska încă ofereau un fundal uimitor pentru molidele înalte și scrufful cu creștere redusă la picioarele sale. El și doi colegi s-au îndreptat de-a lungul marginilor Corser Bog, un petic de pământ umed, aflat la 10 mile la est de Cordova, Alaska, un punct singur de pe hartă, nu departe de locul în care tancul petrolier Exxon-Valdez s-a încruntat în 1989.
- Pe noi păstrăm, spuse Nichols, prin meandrul de mosc.
Muskeg este un alt nume pentru bălăcile de turbă pe care le-a studiat, iar Nichols s-a strecurat prin mușchi în acea zi, în 2010, în urmărirea eșantioanelor de bază pentru a afla cum s-a format malul în vârstă de 12.000 de ani. În calitate de paleoecolog și cercetător de turbă cu Observatorul Pământului Lamont-Doherty de la Universitatea Columbia, Nichols încă lucrează pentru a înțelege modul în care turba este originară și cum se poate forma sau descompune în viitor.
În al doilea rând doar oceanelor în cantitatea de carbon atmosferică pe care o depozitează, turbinele sunt integrale în ciclul carbonului Pământului. Majoritatea turbei au început să se formeze după ultima epocă de gheață, cu aproximativ 12.000 de ani în urmă, și de milenii, au fost rezervoare importante de carbon. Acum, însă, cu o planetă de încălzire și cu noi modele meteorologice, viitorul bălăcilor de turbă a fost pus în discuție, inclusiv cât de repede ar putea începe să-și elibereze tot carbonul depozitat sub formă de dioxid de carbon.
Aproximativ trei la sută din suprafața terestră a planetei este cedată zonelor de turbă, conform estimărilor actuale. Cu toate acestea, în ciuda importanței turbei în ciclul carbonului Pământului, oamenii de știință continuă să completeze detalii de bază despre aceste habitate, inclusiv unde se află, cât de adânci merg și cât de mult conțin carbon.
Cele mai mari suprafețe de turbă există în locuri reci și umede, precum Alaska, nordul Europei și Siberia. Însă depozite substanțiale au fost găsite și în Africa de Sud, Argentina, Brazilia și Asia de Sud-Est. Până la începutul secolului XX, oamenii de știință au crezut că tropicele erau prea calde - și materialul vegetal căzut consumat prea repede de insecte și microbi - pentru a adăposti turba.
Oamenii de știință continuă să le găsească. Cercetătorii au descoperit o mlaștină de turbă de dimensiunea Angliei în bazinul râului Congo, în 2014. Și un alt studiu din 2014 a descris o turbă de 13 500 de mile pătrate pe unul dintre afluenții râului Amazon din Peru, care deține aproximativ 3, 4 miliarde de tone de carbon.
Turbele, un alt termen pentru zonele de turbă, sunt umede, foarte acide și aproape lipsite de oxigen. Aceste condiții înseamnă că descompunerea încetinește o rampă. Resturile vegetale, animale și umane care se încadrează în zonele de turbă se pot păstra perfect conservate timp de sute, dacă nu chiar mii, de ani. Carbonul conținut în aceste organisme care trăiau cândva este prins, îngropat lent și sechestrat departe de atmosferă peste milenii.
Dar ce s-ar întâmpla dacă aceste rezerve de carbon ar fi eliminate? Este un puzzle urgent de care oamenii de știință trebuie să se confrunte acum, deși abia încep să răspundă la întrebări despre abundența și distribuția turbei.
„Sunt domenii cheie pentru depozitarea carbonului”, spune Marcel Silvius, un specialist în domeniul utilizării terenurilor cu climă inteligentă cu Wetlands International. „Dacă le tratăm prost, le scurgem și le sapăm, devin coșuri de carbon importante”.
Bombe de timp de marcare?
În Alaska, precum și în majoritatea latitudinilor nordice, topirea permafrostului și schimbarea modelelor de precipitații amenință turbinele. Dar în tropice, un alt tip de experiment în evoluție rapidă și neintenționat este deja în curs.
Dacă tot carbonul din zonele de turbă din lume ar vaporiza brusc, aproximativ 550 până la 650 de miliarde de tone de dioxid de carbon s-ar revărsa în atmosferă - aproximativ de două ori volumul adăugat de la începutul Revoluției industriale. Având în vedere că zonele de turbă conțin între 15 și 30 la sută din depozitele de carbon din lume, cu greu potențialul lor de încălzire bruscă a globului poate fi subestimat.
„Din cauza atragerii constante a dioxidului de carbon, [turba] este de fapt răcirea climei”, spune René Dommain, un expert cu turbă tropicală la Muzeul Național de Istorie Naturală Smithsonian. Dacă zonele de turbă ar înceta stocarea dioxidului de carbon, nu se spune care ar fi impacturile pe termen lung ale mediului.
Distrugerea totală și simultană a turbilor lumii este puțin probabilă. Dar 14% din stocul de carbon din turbă - aproximativ 71 de miliarde de tone de carbon - păstrat în zonele de turbă tropicale din Asia de Sud-Est se află în picioare pe un precipitat.
În Malaezia și Indonezia, zăcămintele de turbă există sub păduri de terenuri groase, care au fost curățate și drenate constant în ultimele câteva decenii pentru agricultură. Pe măsură ce copacii sunt îndepărtați și zonele de turbă se usucă, depozitele încep să elibereze carbon în câteva moduri diferite.
Când turba este expusă aerului, începe să se descompună, ceea ce eliberează dioxid de carbon în atmosferă. Turba se poate spăla și de-a lungul canalelor create de om care scurg apa, ducându-și depozitele de carbon departe în aval. Turba uscată se aprinde ușor, adesea arzând necontrolat sau aruncând adânc în straturile unui depozit ca un foc de căldură. Aceste incendii recurente pompează cenușa și alte particule în aer, creând probleme de sănătate publică, precum probleme respiratorii și stimulează evacuările în zonele în care apar.
Începând cu 2010, 20 la sută din pădurile de mlaștină de turbă din peninsula malaeziană și din insulele Sumatra și Borneo au fost curățate pentru plantațiile de palmieri africani sau pentru creșterea de salcâm (care este folosită pentru producerea de pulpă pentru hârtie și alte produse din lemn). din Papua Noua Guinee, care deține între 12 și 14 milioane de acri de pădure de turbă curată, doar 12 milioane de acri de pădure de mlaștină de turbă rămân în arhipelagul indonezian.
În ritmul actual de distrugere, pădurile rămase în afara Brunei, unde pădurile sunt bine conservate, vor fi eradicate complet până în 2030, spune Dommain.
În condiții ideale, spune el, turba tropicală intactă poate stoca până la o tonă de dioxid de carbon pe acre pe an. Dar, din cauza practicilor agricole distructive și a fluctuațiilor noi ale modelelor meteorologice, turba țărilor din sud-estul Asiei pierde aproximativ 22 până la 31 de tone de dioxid de carbon pe acre în fiecare an. Asta înseamnă de peste 20 de ori ceea ce aceste zone se înmoaie anual.
În ultimele două decenii, emisiile de dioxid de carbon din pădurile de mlaștină drenate și degradate din Malaezia și Indonezia s-au dublat mai mult, trecând de la 240 de milioane de tone în 1990 la 570 de milioane de tone în 2010, spune Dommain. El intenționează să publice această analiză într-o carte mai târziu în acest an.
Identificarea cașilor ascunse
O mare parte din incertitudinea în cercetarea turbei provine din faptul că oamenii de știință nu știu întinderea integrală a rezervelor de turbă ale planetei. Turba este relativ mică, răspândită pe scară largă și greu de găsit. Așadar, pentru cea mai mare parte a începutului secolului XX, o mare parte din ceea ce se știa despre rezervele de turbă din întreaga lume provin din observațiile scrise ale exploratorilor naturaliști care au călcat prin zone îndepărtate care descriu noi peisaje și descoperind specii necunoscute.
De atunci, noi imagini și analize din satelit, date despre apele de suprafață stătătoare, reexaminarea hărților vechi și mai multe expediții științifice au completat o mulțime de lacune în cunoașterea locurilor unde există turbă. Dar încă mai rămân multe de învățat.
Bazându-se pe o corecție de date împărțită împreună dintr-o mulțime de surse diferite, oamenii de știință cred că au estimări bune despre câtă turbă este acolo, spune Nichols Columbia. Dar o mare parte din cunoștințele noastre despre localizarea turbilor se bazează pe extrapolare, explică el și doar o cantitate limitată din aceste estimări au fost verificate prin evaluări la sol.
„Cât de multă turbă este o întrebare importantă, încă încercăm să ne ocupăm”, spune Nichols.
O parte a problemei este geografia. Magazinele de turbă tind să fie locuri îndepărtate și ostile. Corser Bog din Alaska, de exemplu, este accesibil numai cu avionul sau cu barca. În latitudinile nordice, oamenii pur și simplu nu s-au aventurat în niciun număr în zonele în care se formează turbă. Și în tropice, deși există o mulțime de oameni, ei au evitat istoric mlaștinile de turbă. Aceste zone sunt sărace în nutrienți și improprii pentru agricultură.
O altă problemă este aceea că, deși limitele de suprafață ale unei zone de turbă tind să fie bine definite, adesea adâncimea acesteia nu este. Sateliții și radarul care pătrunde la sol nu se pot vedea decât până în jos - unele bogății din Irlanda și Germania sunt cunoscute ca fiind la 50 de metri adâncime, cu mult peste capacitatea de a măsura sateliții roving. Așadar, luarea miezurilor rămâne cea mai bună modalitate de a determina adâncimea unui turbă.
Pentru oamenii de știință care studiază turba, nu este atât de simplu pe cât pare. Aceștia trebuie să transporte toate echipamentele pentru prelevarea de probe și măsurători dintr-un bivac uscat și îndepărtat în fiecare zi. Dar, odată ce cercetătorii ajung pe site, nu pot sta prea mult timp, altfel încep să se scufunde.
„Dacă luați un miez de turbă și îl uscați, 90% din eșantion este format din apă”, spune Dommain. „Mersul pe o zonă de turbă este la fel de aproape ca vei ajunge la Isus, pentru că, practic, mergi pe apă.”
Pădurea de mlaștină de turbă Mentangai, în centrul Kalimantanului (Foto de Marcel Silvius, Wetlands International) 
O secțiune de mlaștină degradată și arsă de turbă din centrul Kalimantanului servește ca zonă pilot de paludicultură în aprilie 2009. (Foto de Marcel Silvius, Wetlands International) 
O pădure de mlaștină de turbă arde în Palangka Raya, Borneo în septembrie 2015. (Foto de Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (stânga) și cercetătorul postdoctoral Chris Moy fac măsurători de profunzime la Corser Bog, în Alaska. Atunci când cercetează posibile locații de turbare, cercetătorii efectuează măsurători preliminare ale adâncimii prin plonjarea unei tije metalice în baltă. (Foto amabilitate Jon Nichols) 
Cercetătorii extruchează cu atenție un eșantion de miez de turbă proaspătă în zonele de turbă Belait din Brunei, care are o adâncime de aproape 15 metri și o vechime de 2.800 de ani. 
O scanare a miezului de turbă arată modul în care materialul vegetal mort se compactizează dens în numeroasele mii de ani în care se acumulează. (Foto amabilitate Jon Nichols) Schițând vizualizări noi
În teren, procesul de determinare a întinderii fizice a rezervelor de carbon ale mlaștinilor de turbă este un proces lent și deseori frustrant. În pădurile de turbă tropicală - unde straturile includ copaci întregi, rădăcini și alte materiale lemnoase - chiar și dispozitivele specializate serrate utilizate pentru extragerea probelor de miez pentru studiu nu reușesc uneori să pătrundă foarte departe. Într-o zi bună, cercetătorii ar putea extrage un singur eșantion utilizabil.
Măsurarea ratei schimbului de gaze sau a fluxului dintre mlaștinile de turbă și atmosferă este o altă tehnică pe care oamenii de știință o folosesc pentru a studia modul în care aceste zone se comportă.
Alex Cobb, un om de cercetare al Alianței Singapore-MIT pentru Cercetare și Tehnologie (SMART), folosește o varietate de tehnici pentru a măsura fluxul de carbon atât din mlaștinile de turbă tulburate, cât și curat de pe insula Borneo. Din mai multe turnuri de schele - dintre care unul se ridică la 213 de metri deasupra podelei pădurii pentru a curăța copertinele arborelui Shorea albida în ascensiune - instrumentele măsoară viteza vântului, temperatura și rata de schimb de dioxid de carbon, metan și oxid nitru între atmosferă și ecosistemul de mai jos . Cobb și colegii săi speră că monitorizarea acestora le va da o mai bună înțelegere a modului în care schimbările din sistemul de apă afectează pădurile de turbă și cum se schimbă ciclul de carbon în consecință.
„Un lucru care este provocator este faptul că se transportă mult carbon [din bălăci de turbă] în apele subterane”, explică Cobb. Materia organică din apă transformă lichidul în culoarea ceaiului puternic, de unde provin râurile de apă neagră, spune el. "Aceasta [apa] poate reprezenta 10-20% din totalul fluxului de carbon provenit dintr-o turbă degradată."
O înțelegere completă a întinderii depozitelor de carbon de turbă și modul în care se comportă mlaștinile rămâne la îndemână. Deci, capacitatea de a prezice comportamentul lor, precum și modul în care contribuțiile lor la ciclul global al carbonului s-ar putea încadra într-un model climatic mai mare, rămâne un obiectiv evaziv.
Prezicerea Viitorului Turbei
Pe măsură ce climatul se încălzește, zonele de turbă ar putea merge pe una dintre cele două căi dacă ar fi lăsate la dispozitivele proprii. Extinderea gamei de plante înseamnă că acumularea de turbă ar putea crește, păstrând aceste zone ca scufundări de carbon. Sau, încălzirea determină fluctuații ale precipitațiilor care determină degradarea turbilor în surse de carbon. Nu toate zonele de turbă vor răspunde la încălzire în același mod, astfel încât cercetătorii au nevoie de modele de computer care să ajute la toate posibilitățile.
Modelarea permite oamenilor de știință să apropie funcțiile de turbă în zonele în care nu au fost luate măsurători pe teren. Simularea precisă a comportamentului de turbă ar permite cercetătorilor să estimeze fluxurile de carbon și de gaze cu efect de seră fără a merge la efortul important de a vizita fiecare depozit de turbă din teren.
Dar cercetătorii au nevoie de date pentru a construi modele exacte, iar datele colectate până acum nu sunt suficient de cuprinzătoare pentru a le folosi în simulări la scară largă. „Datele fără modele sunt haos, dar modelele fără date sunt fantezie”, spune Steve Frolking, biogeochemist la Universitatea din New Hampshire, care dezvoltă modele de calculatoare pentru modul în care rezervele de turbă reacționează la perturbările naturale și umane.
Modelele climatice privesc bucăți mici de zonă la un moment dat; celulele de grilă ale unui model cu rezoluție înaltă au dimensiunea de aproximativ 62 de mile pătrate. Dar aceasta este încă o suprafață prea mare pentru a studia cu exactitate comportamentul turbilor.
O altă problemă este aceea că fiecare turbă are caracteristici distinctive ale fluxului de apă, care depind foarte mult de factori localizați, precum topografia și vegetația. La fel ca fluturii pufos, fiecare mlaștină de turbă este specială, iar crearea unui model de computer care să reprezinte comportamentul lor dintr-o lovitură de observații la sol duce la discrepanțe uriașe atunci când sunt aplicate la scară globală.
„Unde sunt sau cum interacționează între ei nu face parte din detaliile din aceste modele”, spune Frolking. „Și pentru turbă, asta are un impact mare asupra hidrologiei sale. Când funcționezi la o scară de 100 de kilometri și încerci să modelezi nivelul apei în câțiva centimetri, devine într-adevăr, foarte greu. "
A treia problemă este timpul. Peatlands se dezvoltă de-a lungul mileniilor, în timp ce majoritatea modelelor climatice funcționează de ordinul secolelor, spune Thomas Kleinen, un model global de ciclu de carbon din Institutul Max Planck pentru Meteorologie. Acest lucru face ca condițiile pentru cum se va dezvolta o turbă în viitor să fie foarte dificile.
Pentru a putea integra cu adevărat turba în modelele globale de carbon și climă, sunt necesare hărți mai cuprinzătoare, precum și mai multe date despre tipurile de plante din fiecare turbă, unde și cum se acumulează apa și adâncimea depozitelor.
Datele prin satelit sunt utile, la fel și hărțile realizate cu date colectate de vehicule aeriene fără pilot, dar fiecare are limitele sale. Sateliții nu pot pătrunde prea mult dincolo de vegetația groasă a junglei sau în pământ. Și în timp ce țările mici, precum Brunei, au trasat toate pădurile de mlaștină cu LiDAR - un sistem laser montat pe aeronave, care poate face hărți topografice sau vegetale detaliate, printre altele - este posibil ca națiuni care se întind cu numerar ca Indonezia să nu fie pe măsură.
Întorcând înapoi Marea
Pe măsură ce oamenii de știință se străduiesc să adune mai multe date și să combine modelele climatice globale care includ reprezentări precise ale turbei, se fac eforturi pentru a reduce rata de distrugere a turbei din Asia de Sud-Est.
Agenția Indoneziană de Restaurare a Turbilor, reunită la începutul anului 2016, urmărește să restaureze 4, 9 milioane de acri de turbă degradată în următorii cinci ani, reglementând utilizarea acesteia. Agenția va cataloga canalele care au fost deja săpate prin turbe, mediază drepturile de utilizare a pădurilor și va sensibiliza rezidenții locali despre beneficiile conservării mlaștinilor de turbă. Guvernul norvegian și Agenția Statelor Unite pentru Dezvoltare Internațională (USAID) au angajat un total de 114 milioane dolari pentru eforturile Indoneziei.
Președintele indonezian Joko Widodo a emis, de asemenea, un decret la sfârșitul anului trecut, care interzicea curățarea oricărei noi turbări, chiar dacă restricțiile locale au fost deja în vigoare. Silvius, de la Wetlands International, este sceptic că interdicția va funcționa, mai ales că Indonezia și-a stabilit un obiectiv de a-și dubla producția de ulei de palmier până în 2020. Deși sunt o zonă agricolă de ultimă soluție, pădurile de mlaștină sunt unele dintre singurele terenuri rămase disponibil pentru agricultură.
Și cu sărăcia larg răspândită în zonă, Dommain a lui Smithsonian adaugă că așteptarea regiunii să renunțe la profiturile profitabile din uleiul de palmier este similară cu a cere Arabiei Saudite să înceteze pomparea uleiului.
„Acțiunile omului sunt guvernate de profituri pe termen scurt și nu de ceea ce se întâmplă în 10, 50 sau chiar 100 de ani”, observă Dommain. „Este greu de văzut că va avea loc o schimbare masivă în această abordare economică.”
Cu toate acestea, întrucât zonele de turbă joasă care îmbrățișează coastele Malaeziei și Indoneziei sunt drenate pentru a face loc plantațiilor, în cele din urmă, acestea se vor scufunda sub nivelul mării. Acest lucru le-ar putea inunda definitiv, făcând terenul impropriu pentru orice agricultură.
Există totuși modalități de păstrare a acestor habitate, în același timp folosindu-le pentru a cultiva culturi. Portocalele, rattanul, arborele de ceai și palmierul de sago sunt exemple de aproximativ 200 de culturi care pot fi cultivate în cadrul unei mlaștini de turbă. Unele companii încearcă să dezvolte o varietate de nuci illipe, din Shorea stenoptera iubitoare de mlaștină, cu randamente îmbunătățite. Folosit ca înlocuitor al untului de cacao în ciocolată sau în creme pentru piele și păr, illipe poate ajuta într-o zi în schemele de „reumplere” a mlaștinilor drenate și degradate.
„Guvernul indonezian vede acum că o schemă de folosire a terenurilor de turbă drenată cere probleme”, spune Silvius. „Va trebui să o elimine voluntar sau va fi eliminată treptat după natură atunci când totul se va pierde.”
