С всяка стъпка, която направи, ботушите на Джон Никълс приклекнаха на земята под него. Той записва обкръжението си на зърнест видеоклип с мобилни телефони и въпреки влажния, сив ден, планината Чугач на Аляска все още осигуряваше зашеметяващ фон на високите смърчове и нискорастящия скрут в краката му. Той и двама негови колеги пробиха път по краищата на Корсер Бог, влажна петна от земя на 10 мили на изток от Кордова, Аляска, самотна точка на картата, недалеч от мястото, където през 1989 г. се сблъска петролният резервоар Exxon-Valdez.
- Нататък ние се опитваме - каза Никълс, - през меандъра на мускега.
Мускег е друго име на торфените блатове, които изучава, а Никълс през този ден през 2010 г. се разчуваше през каката в търсене на основни проби, за да научи как се е образувала 12-годишната болота. Като палеоеколог и изследовател на торф от Земната обсерватория Ламонт-Дохърти от Университета на Колумбия, Никълс все още работи, за да разбере как произлиза торфът и как може да се образува - или да се разпадне - в бъдеще.
На второ място след океаните в количеството на атмосферния въглерод, което съхраняват, торфените блатове са неразделна част от въглеродния цикъл на Земята. Повечето торф започна да се образува след последната ледникова епоха, преди около 12 000 години, и от хилядолетия те са били важни резервоари за въглерод. Въпреки това, с една затопляща планета и нови метеорологични модели, бъдещето на торфените блата е поставено под въпрос, включително колко бързо те могат да започнат да отделят целия си складиран въглерод под формата на въглероден диоксид.
Около три процента от земната повърхност на планетата е отдадена на торфените зони, според сегашните оценки. Въпреки това, въпреки значението на торфа за въглеродния цикъл на Земята, учените все още попълват основни подробности за тези местообитания, включително къде са те, колко дълбоко отиват и колко въглерод държат.
Най-големите торфени масиви съществуват в студени, вечно влажни места като Аляска, Северна Европа и Сибир. Но съществени находища са открити и в Южна Африка, Аржентина, Бразилия и Югоизточна Азия. До началото на 20-ти век учените смятали, че тропиците са прекалено топли - и падащият растителен материал се консумира твърде бързо от насекоми и микроби - за пристанище на торфени зони.
Учените продължават да ги намират. Изследователи откриха торфено блато с размерите на Англия в басейна на река Конго през 2014 г. И друго проучване от 2014 г. описа 13 500 квадратни километра торфен участък в един от притоците на река Амазонка в Перу, който съдържа приблизително 3, 4 милиарда тона въглерод.
Торфените блата, друг термин за торфищата, са влажни, силно кисели и почти лишени от кислород. Тези условия означават, че разлагането се забавя до пълзене. Растителни, животински и човешки останки, които попадат в торфените зони, могат да лежат перфектно запазени стотици, ако не и хиляди години. Въглеродът, съдържащ се в тези някога живи организми, се улавя, бавно се заравя и отделя далеч от атмосферата в продължение на хилядолетия.
Но какво би станало, ако тези запаси от въглерод са заличени? Това е спешен пъзел, който учените сега трябва да се изправят, въпреки че тепърва започват да отговарят на въпроси за изобилието и разпространението на торфа.
„Те са ключови области за съхранение на въглерод“, казва Марсел Силвиус, специалист по климатично използване на земята от Wetlands International. „Ако се отнасяме лошо с тях, изцеждаме ги и ги изкопаваме, те се превръщат в основни въглеродни комини.“
Тикане на бомби за време?
В Аляска, както и в по-голямата част от северните ширини, топенето на вечна замръзване и променящите се модели на валежи заплашват торфените блата. Но в тропиците вече се провежда различен вид бързо развиващ се и непреднамерен експеримент.
Ако целият въглерод в торфените зони по света внезапно се изпари, приблизително от 550 до 650 милиарда тона въглероден диоксид ще се излее обратно в атмосферата - около два пъти по-голям обем, който се добавя след началото на индустриалната революция. Като се има предвид, че торфените площи съдържат между 15 и 30 процента от световните запаси от въглерод, потенциалът им за внезапно затопляне на земното кълбо едва ли може да бъде занижен.
„Поради постоянното си отделяне на въглероден диоксид [торфените зони] всъщност охлаждат климата“, казва Рене Доммейн, експерт по тропически торф от Националния исторически музей на Смитсони. Ако торфените зони престанат да съхраняват въглероден диоксид, няма да се каже какви биха били дългосрочните въздействия върху околната среда.
Тоталното едновременно унищожаване на торфените зони по света е малко вероятно. Но 14 процента от световния запас от торф - около 71 милиарда тона въглерод - съхраняван в тропическите торфени зони на Югоизточна Азия, наистина стои в пропаст.
В Малайзия и Индонезия, торфени залежи съществуват под гъсто залесени низински гори, които през последните няколко десетилетия непрекъснато се почистват и дренират за селското стопанство. Тъй като дърветата се отстраняват и торфените площи изсъхват, находищата започват да отделят въглерод по няколко различни начина.
Когато торфът е изложен на въздух, той започва да се разлага, което отделя въглероден диоксид в атмосферата. Торфът също може да се отмие по направените от човека канали, които оттичат водата, пренасяйки нейните запаси от въглерод далеч надолу по течението. Сухият торф лесно се запалва и често гори неконтролируемо или тлее дълбоко в слоевете на находището като огън на въглищен шев. Тези повтарящи се пожари изпомпват пепел и други прахови частици във въздуха, създавайки опасения за общественото здраве като дихателни проблеми и стимулиращи евакуации в районите, където се появяват.
Към 2010 г. 20 процента от торфените блатни гори на Малайзийския полуостров и островите Суматра и Борнео са били разчистени за плантации на африкански маслени палми или за отглеждане на акация (която се използва за производство на целулоза за хартия и други дървени продукти.) от Папуа Нова Гвинея, която държи от 12 до 14 милиона акра девствена торфена гора, само 12 милиона акра торфена блатна гора остават в индонезийския архипелаг.
При сегашната скорост на унищожаване, останалите гори извън Бруней, където горите са добре запазени, ще бъдат напълно изкоренени до 2030 г., казва Доммейн.
Според идеални условия непокътнатите тропически зони могат да съхраняват до един тон въглероден диоксид на декар годишно. Но поради разрушителните селскостопански практики и новите колебания в метеорологичните условия, торфените зони на Югоизточна Азия губят около 22 до 31 тона въглероден диоксид на декар всяка година. Това е повече от 20 пъти повече от това, което тези зони накисват годишно.
През последните две десетилетия емисиите на въглероден диоксид от дренираните и влошени торфени блатни гори в Малайзия и Индонезия са се удвоили, като са достигнали от 240 милиона тона през 1990 г. до 570 милиона тона през 2010 г., казва Доммейн. Той планира да публикува този анализ в книга по-късно тази година.
Точни скрити кешове
Голяма част от несигурността при проучванията на торфа произтича от факта, че учените не знаят пълната степен на торфените резерви на планетата. Торфените зони са сравнително малки, широко разпръснати и трудно се намират. Така че през по-голямата част от началото на 20-ти век голяма част от това, което се знае за торфените резервати по света, идва от писмените наблюдения на изследователи-натуралисти, които обикаляха из отдалечени райони, описвайки нови пейзажи и откривайки непознати видове.
Оттогава новите сателитни снимки и анализи, данни за стоящи повърхностни води, преразглеждане на стари карти и повече научни експедиции запълниха много от пропуските в познанията ни къде съществуват торфените зони. Но има още много да научим.
Въз основа на пачуърк от данни, събрани от много различни източници, учените смятат, че имат добри оценки за това колко торф е там, казва Николс на Columbia. Но много от нашите знания за местоположението на торфените зони се основават на екстраполация, обяснява той и само ограничено количество от тези оценки са потвърдени чрез наземни оценки.
"Колко торф има голям въпрос е, че все още се опитваме да се справим", казва Никълс.
Част от проблема е географията. Магазините с торф обикновено са невъзможно отдалечени, враждебни места. Corser Bog на Аляска например е достъпен само със самолет или лодка. В северните ширини хората просто не са се впускали в никакъв брой в районите, където се образува торф. И в тропиците, въпреки че има много хора, исторически са избягвали торфените блата. Тези райони са бедни на хранителни вещества и негодни за земеделие.
Друг е въпросът, че въпреки че повърхностните граници на торфените зони са добре дефинирани, често дълбочината му не е такава. Сателитите и проникващите в земята радари могат да се виждат само толкова далеч - известно е, че някои балота в Ирландия и Германия са дълбоки 50 фута, далеч над капацитета на въртеливи спътници за измерване. Така че вземането на ядра остава най-добрият начин за определяне на дълбочината на торф.
За учените, които изучават торфените площи, това не е толкова просто, колкото изглежда. Те трябва всеки ден да теглят цялото си оборудване за вземане на проби и измервания от сух, далечен бивак. Но след като изследователите се качат на място, те не могат да стоят неподвижно твърде дълго, в противен случай те започват да потъват.
„Ако вземете торфено ядро и го изсушите, 90 процента от пробата се състои от вода“, казва Доммайн. „Ходенето по торфище е толкова близо, колкото ще стигнете до Исус, защото по същество ходите по вода.“
Торфена блатна гора Mentangai, централен Калимантан (Снимка от Marcel Silvius, Wetlands International) 
Част от деградирало и изгоряло торфно блато в централния Калимантан служи като пилотна зона за палюдикултура през април 2009 г. (Снимка на Марсел Силвиус, Wetlands International) 
Горска торфна блата гори в Palangka Raya, Борнео през септември 2015 г. (Снимка от Björn Vaughn) 
Обадия Копчак (вляво) и докторантурният изследовател Крис Мой правят измервания на дълбочината в Corser Bog в Аляска. При проучване на възможни места за торфиране на торф изследователите извършват предварителни измервания на дълбочината, като забиват метален прът в болото. (С любезното съдействие на Джон Никълс) 
Изследователите внимателно екструдират свежа проба от торфено ядро в торфищата на Белайт в Бруней, която е дълбока близо 15 фута и е 2800 години. 
Сканирането на торфена сърцевина показва как мъртвият растителен материал става плътно уплътнен през хилядите години, през които се натрупва. (С любезното съдействие на Джон Никълс) Скициране на нови изгледи
На полето процесът на определяне на физическата степен на въглеродните запаси от торфни блата е бавен и често осуетяващ процес. В тропическите торфени гори - където слоевете включват цели дървета, корени и друг дървесен материал - дори специализираните назъбени устройства, използвани за извличане на основни проби за изследване, понякога не успяват да проникнат много далеч. В един добър ден изследователите може да успеят да извлекат една единствена използваема проба.
Измерването на скоростта на обмен на газ или на потока между торфените блата и атмосферата е друга техника, която учените използват, за да изучават как се държат тези зони.
Алекс Кобб, изследовател от Алианса за изследвания и технологии в Сингапур-MIT (SMART), използва различни техники за измерване на въглеродния поток както от нарушени, така и от девствени торфени блата на остров Борнео. От няколко кули на скелета - едната от които се издига на 213 фута над горския под, за да изчисти растящия навес на дървото Shorea albida - инструменти измерват скоростта на вятъра, температурата и скоростта на обмен на въглероден диоксид, метан и азотен оксид между атмосферата и екосистемата отдолу, Кобб и неговите колеги се надяват, че мониторингът им ще им даде по-добро разбиране как промените във водната система влияят на торфените гори и как съответно се променя въглеродният цикъл.
„Едно от предизвикателствата е, че много въглерод се транспортира [от торфените блата] в подземните води“, обяснява Коб. Органичната материя във водата превръща течността в цвета на силния чай, откъдето идват черноводните реки, казва той. „Това [водата] може да представлява 10 до 20 процента от общия въглероден поток, излизащ от влошена торфена зона.“
Пълното разбиране на степента на запасите на торфен въглерод и как се държи блатата остава извън обсега. Така че способността за прогнозиране на поведението им, както и как техният принос към глобалния въглероден цикъл може да се впише в по-голям климатичен модел, остава неуловима цел.
Предсказване на бъдещето на торфа
Тъй като климатът се затопля, торфените зони могат да преминат по един от двата пътя, ако бъдат оставени на собствените си устройства. Разширяването на обхвата на растенията означава, че натрупването на торф може да се увеличи, запазвайки тези зони като поглъщане на въглерод. Или затоплянето предизвиква колебания на валежите, които причиняват разграждането на торфените зони в въглеродни източници. Не всяка торфена зона ще реагира на затоплянето по един и същи начин, така че изследователите се нуждаят от компютърни модели, които да помогнат да разгледат всички възможности.
Моделирането позволява на учените да приближават функциите на торфищата в райони, където досега не са правени полеви измервания. Прецизно симулиране на поведението на торфените зони би позволило на изследователите да оценят потоците на въглерод и парникови газове, без да се насочват към усилията за посещение на всяко находище на торф в полето.
Но изследователите се нуждаят от данни за изграждане на точни модели и събраните досега данни не са почти изчерпателни, за да се използват в мащабни симулации. „Данните без модели са хаос, но моделите без данни са фантазия“, казва Стив Фролкинг, биогеохимик от Университета в Ню Хемпшир, който разработва компютърни модели за това как резервите от торф реагират на природни и човешки смущения.
Климатичните модели разглеждат малки парченца площ наведнъж; решетъчните клетки на модел с висока разделителна способност са с размер около 62 квадратни мили. Но това все още е твърде голяма област, за да се изследва точно поведението на торфените зони.
Друг проблем е, че всеки торфен блат има отличителни характеристики на водния поток, които са силно зависими от локализирани фактори като топография и растителност. Подобно на мокри пеперуди, всеки торфен блат е специален и създаването на компютърен модел, който представя поведението им от малко наземни наблюдения, води до огромни несъответствия, когато се прилага в глобален мащаб.
„Къде се намират или как си взаимодействат, не е част от детайлите в тези модели“, казва Фролкинг. „А за торфа това има голямо влияние върху неговата хидрология. Когато работите в мащаб от 100 километра и се опитвате да моделирате водната маса до няколко сантиметра, това става наистина, наистина трудно. "
Третият проблем е времето. Торфените зони се развиват в продължение на хилядолетия, докато повечето модели на климата работят от порядъка на векове, казва Томас Клайнен, моделатор на глобален въглероден цикъл от Института по метеорология Макс Планк. Това прави трудно извеждането на условията за това как ще се развива торфяник в бъдеще.
За да можем наистина да интегрираме торфените зони в глобалните модели на въглерод и климат, са необходими по-обширни карти, както и повече данни за видовете растения във всеки торфяник, къде и как се натрупва вода и дълбочината на отлаганията.
Сателитните данни са полезни, както и картите, направени с данни, събрани от безпилотни летателни апарати, но всяка от тях има своите ограничения. Сателитите не могат да проникнат много далеч от гъстата растителност в джунглата или в земята. И докато малки страни като Бруней са очертали всичките си торфени блатни гори с LiDAR - лазерна система, монтирана на самолети, която може да направи подробни топографски или растителни карти, освен всичко друго - разпръснати на брой страни, обвързани с пари, като Индонезия, едва ли ще последват това.
Връщането на прилива
Тъй като учените се борят за събиране на повече данни и събиране на глобални климатични модели, които включват точно представяне на торфените зони, се предприемат усилия за намаляване на скоростта на унищожаване на торфа в Югоизточна Азия.
Индонезийската агенция за възстановяване на торфените зони, сглобена в началото на 2016 г., има за цел да възстанови 4, 9 милиона акра деградирана торфена зона през следващите пет години чрез регулиране на нейното използване. Агенцията ще каталогизира каналите, които вече са изкопани през торфищата, ще посредничи за правата на използване на горите и ще повиши осведомеността на местните жители за ползите от опазването на торфени блата. Норвежкото правителство и Американската агенция за международно развитие (USAID) са поели общо 114 милиона долара за усилията на Индонезия.
Президентът на Индонезия Джоко Видодо също издаде указ в края на миналата година, с който забранява разчистването на всякакви нови торфени зони, въпреки че вече има местни ограничения. Силвий от Wetlands International е скептичен, че забраната ще работи, особено след като Индонезия си е поставила за цел да удвои производството на палмово масло до 2020 г. Въпреки че са селскостопанска зона от последна инстанция, торфените блатни гори са едни от единствените останали земи на разположение за отглеждане.
И с широко разпространената бедност в района, Dommain добавя, че очакването на региона да се откаже от изгодните печалби от палмово масло е сходно с молбата на Саудитска Арабия да спре да изпомпва нефт.
„Човешките действия се управляват от краткосрочни печалби, а не от това, което се случва след 10, 50 или дори 100 години“, отбелязва Доммейн. „Трудно е да се види, че ще има мащабна промяна в този икономически фокус.“
Въпреки това, тъй като нискогубните торфени зони, които прегръщат малайзийските и индонезийските брегови линии, се източват, за да направят място за плантации, в крайна сметка те ще потънат под морското равнище. Това може трайно да ги наводни, като направи земята неподходяща за всяко земеделие.
Съществуват обаче начини за запазване на тези местообитания, като същевременно ги използват и за отглеждане на култури. Портокалите, ратанът, чаеното дърво и саговата палма са примери за около 200 култури, които могат да се отглеждат в торф. Някои компании се опитват да разработят разнообразие от илипска гайка, от блатолюбивата Shorea stenoptera, с подобрени добиви. Използван като заместител на какаовото масло в шоколада или в кремовете за кожа и коса, illipe може един ден да помогне в схеми за „пренасочване“ на дренирани и разградени торфени блата.
„Индонезийското правителство сега вижда, че една дренирана схема за използване на земята от торфища изисква проблеми“, казва Силвий. „Те ще трябва доброволно да го прекратят, или ще бъде прекратено от природата, когато всичко е загубено.“
