Minden megtett lépéssel Jon Nichols csizma a földre gurult. Környezetét egy szemcsés mobiltelefon videofelvételével rögzítette, és a nedves, szürke nap ellenére Alaszkai Chugach-hegység még mindig lenyűgöző hátteret nyújtott a magas fenyőknek és az alacsony növekedésű rohamnak a lábánál. Ő és két kollégája a Corser Bog szélén, az alaszkai Cordovától keletre tíz mérföldre fekvő nedves földfelület mentén, egy magányos pont a térképen, nem messze attól az helytől, ahol az Exxon-Valdez olajszállító tartályhajó 1989-ben futott.
- Mi botlik - mondta Nichols -, a pézsmagyűrűn keresztül.
Muskeg egy másik név a megvizsgált tőzeg mocsarak számára, és Nichols 2010-ben azon a napon beszivárogott a pocsolyán, hogy magmintákat gyűjtsön, hogy megtanulja, hogyan alakul ki a 12.000 éves mocsara. A Nichols mint a Columbia Egyetem Lamont-Doherty Föld Megfigyelőközpontjának paleoökológusa és tőzegkutatója továbbra is annak megértésén dolgozik, hogy a tőzeg származik, és hogyan alakulhat vagy alakulhat ki a jövőben.
Másodszor, csak az óceánok számára az általuk tárolt légköri szénmennyiség szempontjából, a tőzeglápok szerves részét képezik a Föld szénciklusának. A legtöbb tőzeg az utolsó jégkorszak után, kb. 12.000 évvel ezelőtt kezdett képződni, és évezredek óta fontos széntartályok. Most azonban a felmelegedő bolygó és az új időjárási viszonyok miatt a tőzeglápok jövőjét megkérdőjelezték, beleértve azt is, hogy milyen gyorsan kezdhetnek tárolt széndioxid formájában széndioxid formájában.
A jelenlegi becslések szerint a bolygó szárazföldi felületének körülbelül három százaléka a tőzegekbe kerül. Annak ellenére, hogy a tőzeg a Föld szénciklusában jelentős szerepet játszik, a tudósok még mindig kitöltnek alapvető részleteket ezekről az élőhelyekről, beleértve azt is, hogy hol vannak, mekkora mélységben járnak és mennyi széntartalmuk van.
A tőzeg legnagyobb része hideg, állandóan nedves helyeken, például Alaszkában, Észak-Európában és Szibériában található meg. Jelentős lerakódásokat találtak Afrika déli részén, Argentínában, Brazíliában és Délkelet-Ázsiában. A 20. század elejéig a tudósok úgy gondolták, hogy a trópusok túl melegek - és a bukott növényi anyagokat a rovarok és a mikrobák túl gyorsan elfogyasztják a tőzedek kikötéséhez.
A tudósok azonban továbbra is megtalálják őket. A kutatók 2014-ben fedezték fel a Kongói folyó medencében Anglia méretű tőzeglápot. Egy másik, 2014-es tanulmány egy 13 500 négyzetméteres tőzeget írt le az Amazon folyó egyik mellékfolyóinál, amely becslések szerint 3, 4 milliárd tonna széntartalmú.
A tőzeglápok - a tőzegek másik kifejezése - nedves, erősen savasak és csaknem mentesek oxigéntől. Ezek a körülmények azt mutatják, hogy a bomlás lelassul, és bejáródik. A tőzegekbe eső növényi, állati és emberi maradványok tökéletesen megőrződhetnek évszázadok, sőt akár több ezer évig. Ezekben az egyszer élõ szervezetekben található szén csapdába esik, lassan eltemetik és elkülönítik őket a légkörbõl évezredek óta.
De mi történne, ha ezeket a széntartalékokat megszüntetnék? Ez egy sürgős puzzle-játék, amellyel a tudósoknak most szembesülniük kell, még akkor is, amikor csak kezdtek válaszolni a tőzeg bőségével és eloszlásával kapcsolatos kérdésekre.
„Ezek kulcsfontosságú területek a szén-dioxid-tárolás számára” - mondja Marcel Silvius, a Wetlands International klíma-intelligens földhasználat-szakembere. "Ha rosszul kezeljük őket, leürítjük és feltárjuk őket, akkor ezek jelentős szénkéményekké válnak."
Jeladó időbombák?
Alaszkában, valamint az északi szélesség nagy részén, az olvadó perma fagy és a változó esőzési minták veszélyeztetik a tőzeg mocsarakat. A trópusokon azonban már folyamatban van egy másfajta, gyorsan fejlődő - és nem szándékos - kísérlet.
Ha a világ tőzeges területein az összes szén hirtelen elpárologna, akkor körülbelül 550–650 milliárd tonna széndioxid jutna vissza a légkörbe - körülbelül kétszerese annak az mennyiségnek, amelyet az ipari forradalom kezdete óta adtak hozzá. Tekintettel arra, hogy a tőzegek a világ szén-dioxid-tárolóinak 15-30% -át tartalmazzák, aligha lehet becsülni a földgömb hirtelen felmelegedésének potenciálját.
„Mivel állandó szén-dioxid-levezetésük van, a [tőzegek] valóban lehűtik az éghajlatot” - mondta René Dommain, a trópusi tőzegszakértő a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeumban. Ha a tőzegek leállítják a szén-dioxid tárolását, akkor sem lehet megmondani, hogy milyen hosszú távú környezeti hatások lennének.
Valószínűtlen a világ tőzeglátainak egyidejű pusztulása. A délkelet-ázsiai trópusi tőzegekben tárolt világ tőzegszén-állományának 14 százaléka - mintegy 71 milliárd tonna szén - azonban egy szakadékon áll.
Malajziában és Indonéziában a vastag erdős alföldi erdők alatt vannak tőzeglelőhelyek, amelyeket az utóbbi évtizedekben a mezőgazdaság számára folyamatosan megtisztítottak és kiszáradtak. Ahogy a fákat eltávolítják és a tőzegek kiszáradnak, a lerakódások többféle módon kezdenek szénkibocsátásra.
Amikor a tőzeg levegővel van kitéve, elbomlik, amely széndioxidot bocsát ki a légkörbe. A tőzeg is lemosható az ember által létrehozott csatornák mentén, amelyek a vizet elvezetik, és a szén-dioxid-tárolókat messze lefelé szállítják. A száraz tőzeg is könnyen meggyullad, gyakran ellenőrizetlenül égve, vagy a lerakódások rétegeiben mélyen elsápadva, mint egy szénvarrat tűz. Ezek az ismétlődő tüzek a hamut és más részecskéket szivárognak a levegőbe, és olyan közegészségügyi aggályokat idéznek elő, mint a légzési problémák és az evakuálások ösztönzése az azokon a területeken, ahol azok előfordulnak.
2010-től a malajziai félszigeten, valamint Szumátra és Borneo szigetein található tőzeg-mocsarak erdőinek 20% -át kiürítették afrikai olajpálma ültetvényekre vagy akácia termesztésére (amelyet papírpép és más fatermékek előállításához használnak) kívül. Pápua Új-Guinea területén, amely 12–14 millió hektárnyi érintetlen tőzede erdővel rendelkezik, csupán 12 millió hektár tőzeg-mocsári erdő marad az indonéz szigetcsoportban.
A jelenlegi pusztulási sebesség mellett 2030-ig Brunei területén kívül fennmaradó erdők, ahol az erdők jól megőrződnek, teljes mértékben felszámolódnak - mondta Dommain.
Ideális körülmények között - mondja - az ép trópusi tőzegek évente legfeljebb tonna széndioxidot tárolhatnak hektáronként. De a pusztító mezőgazdasági gyakorlatok és az időjárási viszonyok új ingadozása miatt a délkelet-ázsiai tőzegek évente körülbelül 22–3 tonna széndioxidot veszítenek hektáronként. Ez több mint húszszor felszívja ezeket a területeket évente.
Az elmúlt két évtizedben a kiszáradt és lebomlott tőzeg-mocsár erdőkből származó szén-dioxid-kibocsátás több mint kétszeresére nőtt Malajziában és Indonéziában, az 1990-es 240 millió tonnáról 570 millió tonnára 2010-ben. Ezt az elemzést egy későbbi évben egy könyvben tervezi közzétenni.
Rejtett gyorsítótárak feltárása
A tőzegkutatás bizonytalanságának nagy része abból fakad, hogy a tudósok nem tudják a bolygó tőzegtartalmának teljes mértékét. A tőzegek viszonylag kicsik, szélesen szétszórtak és nehéz megtalálni. Tehát a 20. század elején a világ minden részén a tőzegkészletekről ismert tudnivalók nagy része a természetkutatók írásbeli megfigyeléseiből származott, akik távoli területeken utaztak, leírva az új tájakat és ismeretlen fajokat fedezve fel.
Azóta az új műholdas képek és elemzések, az álló felszíni vizekkel kapcsolatos adatok, a régi térképek újbóli vizsgálata és további tudományos expedíciók sok hiányosságot kitöltöttek tudásunkban abban, hogy hol vannak a tőzegek. De még mindig sok a tanulás.
A sokféle forrásból összerakott, egymásra épített adatok alapján a tudósok úgy gondolják, hogy jó becslések vannak arra, hogy mennyi tőzeg van odakint - mondja a Columbia Nichols. De a tőzegek elhelyezkedésével kapcsolatos sok tudásunk extrapoláción alapul - magyarázza -, és ezeknek a becsléseknek csak korlátozott részét hitelesítették földi értékelések.
"Mennyi tőzeg van egy nagy kérdés, amit még megpróbálunk megszerezni" - mondja Nichols.
A probléma része a földrajz. A tőzeg raktárak általában lehetetlen távoli, ellenséges helyek. Az alaszkai Corser-láp például csak repülővel vagy hajóval érhető el. Az északi szélességi fokon az emberek egyszerűen soha nem merészkedtek a tőzegképződés területére. És a trópusokon, bár rengeteg ember van, történelmileg elkerülték a tőzeg mocsarakat. Ezek a területek tápanyag-szegények és mezőgazdasági szempontból alkalmatlanok.
Egy másik kérdés az, hogy bár a tőzeg felszíni határai általában jól meg vannak határozva, a mélység gyakran nem. A műholdak és a földbe hatoló radar csak eddig láthatók - Írországban és Németországban néhány láp 50 láb mélységű, messze meghaladja a műholdak mérési képességét. Tehát a magszedés továbbra is az egyetlen legjobb módszer a tőzegláp mélységének meghatározására.
A tőzeget kutató tudósok számára ez nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik. Minden nap el kell szállítania a száraz, távoli bivouacból történő mintavételhez és a méréshez szükséges felszerelést. De amint a kutatók megérkeznek a helyszínre, nem állhatnak túl sokáig, különben elsüllyednek.
"Ha tőzegmagot vesz és szárít, akkor a minta 90% -a vízből áll" - mondja Dommain. "A tőzeges séta olyan közel van, mint Jézushoz, mert alapvetően a vízen sétálsz."
Mentangai tőzegláp-erdő, Kalimantan központja (Fotó: Marcel Silvius, Wetlands International) 
Kalimantan központjában egy leromlott és elégetett tőzeg-mocsár egy paludiculture kísérleti területként szolgál 2009 áprilisában. (Fotó: Marcel Silvius, Wetlands International) 
A tőzeg mocsári erdő ég a 2015 szeptemberében a Palangka Raya városában, Borneóban. (Fotó: Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (bal oldalon) és Chris Moy posztdoktori kutató mélységmérést végez az alaszkai Corser-lápban. Az esetleges tőzeghalmazok felkutatásakor a kutatók előzetes mélységmérést végeznek egy fém rúdnak a mocsárba dugásával. (Fotó jóvoltából Jon Nichols) 
A kutatók óvatosan extrudálnak egy friss tőzegmagmintát a Brunei Belait tőzegén, amely közel 15 méter mély és 2800 éves. 
A tőzegmag letapogatása azt mutatja, hogy az elhalt növényi anyag sűrűbben tömörödik azon sok ezer év alatt, amely alatt felhalmozódik. (Fotó jóvoltából Jon Nichols) Új nézetek vázlata
A terepen a tőzeglápok széntartalmának fizikai kiterjedésének meghatározása lassú és gyakran frusztráló folyamat. A trópusi tőzeg erdőkben - ahol a rétegek egész fákat, gyökereket és egyéb fás anyagokat tartalmaznak - még a magminták vizsgálatra használt speciális fogazott eszközei is áthatolnak nagyon messzire. Egy jó napon a kutatók előállíthatnak egyetlen felhasználható mintát.
A gázcsere vagy a fluxus sebességének mérése a tőzeg-mocsarak és a légkör között egy másik technika, amelyet a tudósok használnak ezen területek viselkedésének tanulmányozására.
Alex Cobb, a szingapúri MIT kutatási és technológiai szövetség (SMART) kutatója különféle technikákat alkalmaz a Borneo-szigeten zavart és érintetlen tőzegpatak szénáramának mérésére. Több állványtoronyból - amelyek közül az egyik 213 méterrel az erdő talaja fölé emelkedik, hogy tisztítsák a szárnyaló Shorea albida fa lombkoronát - az eszközök mérik a szél sebességét, hőmérsékletét és a szén-dioxid, metán és dinitrogén-oxid cseréjének sebességét a légkör és az alatti ökoszisztéma között. . Cobb és kollégái azt remélik, hogy megfigyelésük jobban meg fogja érteni, hogy a vízrendszer változásai miként befolyásolják a tőzeg erdőket, és hogy ennek megfelelően hogyan változik a szén-kerékpár.
„Az egyik kihívást jelent, hogy sok szén szállul [a tőzeglápokból] a talajvízben” - magyarázza Cobb. A vízben levő szerves anyag a folyadékot az erős tea színére változtatja, amelyről a feketevíz folyók származnak - mondja. "Ez a víz a lebontott tőzegből származó teljes szénáram 10-20% -át teheti ki."
A tőzegszén-készletek méretének és a mocsarak viselkedésének teljes megértése nem elérhető. Tehát a viselkedés előrejelzésének képessége, valamint a globális szénciklushoz való hozzájárulásuk egy nagyobb éghajlati modellbe való beleillesztése továbbra is nehéz cél.
A tőzeg jövőjének előrejelzése
Ahogy az éghajlat melegszik, a tőzegek a két eszköz egyikét megtehetik, ha saját eszközükre hagyják őket. A növekvő növényválaszték azt jelentené, hogy a tőzeg felhalmozódása fokozódhat, megőrizve ezeket a területeket szén-dioxid-elnyelőként. Vagy a melegedés csapadékingadozást okoz, amely a tőzeges tagokat szénforrásokká degradálja. Nem minden tőzeg reagál a melegítésre ugyanúgy, így a kutatóknak számítógépes modellekre van szükségük, hogy megvizsgálja az összes lehetőséget.
A modellezés lehetővé teszi a tudósok számára a tőzegfunkciók közelítését azokon a területeken, ahol soha nem végeztek méréseket. A tőzeges viselkedés pontos szimulálása lehetővé tenné a kutatók számára a szén- és az üvegházhatást okozó gázok fluxusának becslését anélkül, hogy minden erõs erõfeszítést megtennének a talaj minden egyes tőzeglerakódásának meglátogatására.
De a kutatóknak adatokra van szükségük a pontos modellek felépítéséhez, és az eddig összegyűjtött adatok nem eléggé átfogóak ahhoz, hogy nagyszabású szimulációkhoz felhasználhassák. „A modellek nélküli adatok káosz, a modellek nélkül pedig fantázia” - mondja Steve Frolking, a New Hampshire-i Egyetem biogeokemikusa, aki számítógépes modelleket dolgoz ki arra vonatkozóan, hogy a tőzegkészletek hogyan reagálnak a természetes és emberi zavarokra.
Az éghajlat-modellek egy-egy kis méretű darabokra néznek; a nagy felbontású modell rácsos sejtjeinek mérete kb. 62 négyzet mérföld. De ez még mindig túl nagy terület ahhoz, hogy pontosan meg lehessen tanulmányozni a tőzeges viselkedést.
Egy másik kérdés az, hogy minden tőzeglápnak megkülönböztető vízáramlási jellemzői vannak, amelyek nagymértékben függnek a lokalizált tényezőktől, például a topográfiától és a vegetációtól. Mint a nedves kis pillangók, az egyes tőzeglápok is különlegesek, és egy számítógépes modell létrehozása, amely a viselkedésüket a talajmegfigyelések széttöredezettségéből tükrözi, hatalmas eltérésekhez vezet, ha globális szinten alkalmazzák.
"Hol vannak, vagy hogyan kölcsönhatásba lépnek, nem része a modellek részleteinek" - mondja Frolking. „És a tőzeg esetében ez nagy hatással van a hidrológiájára. Ha 100 kilométeres távolságban haladsz, és megpróbálod a víztáblát néhány centiméteren belül modellezni, akkor ez nagyon-nagyon nehéz lesz. "
A harmadik probléma az idő. A tőzegek évezredek óta fejlődnek, miközben a legtöbb éghajlati modell évszázadok szerint működik - mondta Thomas Kleinen, a Max Planck Meteorológiai Intézet globális szénciklus-modellezője. Ez rendkívül megnehezíti a tőzeg jövőbeli fejlődésének feltételeit.
A tőzegek valódi integrálásához a globális szén- és éghajlati modellekbe átfogóbb térképekre, valamint további adatokra van szükség az egyes tőzegekben található növényfajtákról, hol és hogyan halmozódik fel a víz, valamint a lerakódások mélységére.
A műholdas adatok hasznosak, csakúgy, mint a pilóta nélküli légi járművek által gyűjtött adatokkal készített térképek, de mindegyiknek megvannak a korlátai. A műholdak nem juthatnak be nagyon messze a vastag dzsungel növényzetén vagy a talajba. És bár a kisméretű országok, mint például Brunei, LiDAR-tal - egy repülőgépre szerelt lézerrendszerrel -, amely egyebek mellett részletes topográfiai vagy növényzet-térképeket készíthet, összes tőzeg-mocsári erdőjét feltérképezték -, valószínűleg nem követik Indonézia, például a Indonéziában szétterülő, készpénzre szoruló nemzeteket.
A dagály visszafordítása
Ahogy a tudósok arra törekednek, hogy további adatokat gyűjtsenek, és összeállítsák a globális éghajlati modelleket, amelyek tartalmazzák a tőzeg pontos ábrázolását, erőfeszítések történnek a Délkelet-Ázsia tőzede megsemmisítésének csökkentésére.
A 2016 elején összeállított indonéziai Tőzegföld-helyreállítási Ügynökség célja a következő öt évben 4, 9 millió hektáros romlott tőzeg helyreállítása a felhasználás szabályozásával. Az ügynökség katalogizálja azokat a csatornákat, amelyeket már átástak a tőzegekben, közvetíti az erdőhasználati jogokat, és felhívja a helyi lakosok figyelmét a tőzeglápok megőrzésének előnyeire. A norvég kormány és az Egyesült Államok Nemzetközi Fejlesztési Ügynöksége (USAID) összesen 114 millió dollárt költött Indonézia erőfeszítéseire.
Joko Widodo, az indonéz elnök tavaly végén szintén kiadott egy rendeletet, amely betiltotta az esetleges új tőzedek tisztítását, annak ellenére, hogy a helyi korlátozások már érvényben voltak. Silvius, a Wetlands International, szkeptikus, hogy a tilalom működni fog, főleg mivel Indonézia azt a célt tűzte ki, hogy 2020-ig megduplázza pálmaolaj-termelését. Bár ezek a mezőgazdasági területek a legkedvezőbb lehetőség, a tőzeg-mocsári erdők az egyetlen fennmaradó földterület gazdálkodásra elérhető.
És a környéken széles körben elterjedt szegénységgel, a Smithsonian's Dommain hozzáteszi, hogy ha azt várják, hogy a régió feladja a pálmaolajból származó jövedelmező jövedelmet, Szaúd-Arábiának az olajszivattyú felkérésére való felszólítása hasonló.
„Az emberi cselekedeteket rövid távú nyereség irányítja, nem pedig az, hogy mi történik 10, 50 vagy akár 100 év alatt” - jegyzi meg Dommain. "Nehéz látni, hogy hatalmas változások történnek ebben a gazdasági fókuszban."
Mivel azonban a malajziai és indonéz partvidékeket ölelõ alacsony rétegû tőzegek elvezetik az ültetvényeket, végül a tenger szintje alá süllyednek. Ez tartósan eláraszthatja őket, és a földterületet minden mezőgazdaság számára alkalmatlanná teheti.
Vannak módok ezeknek az élőhelyeknek a megőrzésére, miközben felhasználják azokat növények termesztésére. A narancs, a rattan, a teafa és a szágópálma példák mintegy 200 növényre, amelyeket egy tőzeg-mocsárban lehet megművelni. Egyes vállalatok megpróbálnak különféle illupe diót fejleszteni, a mocsárbarát Shorea stenoptera-ból, jobb hozammal. A csokoládéban, valamint a bőr- és hajkrémekben alkalmazott kakaóvaj helyettesítőjeként az illipe egy nap segíthet a kiszáradt és lebomlott tőzeg mocsarak „újranedvesítéséhez” kapcsolódó programokban.
"Az indonéz kormány most úgy látja, hogy a kiszáradt tőzeges földhasználati rendszer problémákat igényel" - mondja Silvius. "Önkéntesen el kell hagyniuk, vagy a természet fokozatosan megszünteti, ha minden elveszik."
