вивчає

Арктичні лісові пожежі часто трапляються далеко від населених районів, але їх наслідки відчуваються по всьому світу. Від польових та лабораторних робіт до повітряних та супутникових місій NASA вивчає, чому пожежі в бореальних лісах і тундрі стали частішими та потужнішими, і що це означає для прогнозів клімату, екосистем та здоров'я людини.

"Пожежі є природною частиною екосистеми, але те, що ми спостерігаємо, - це прискорений цикл пожежі: у нас частіші і сильніші пожежі, і з більш обширними обпаленими ділянками", - сказала Ліз Хой, дослідник бореального вогню в Центрі космічних польотів Годдард NASA в Грінбелті, штат Меріленд. Сьогодні він працює над експериментальним проектом NASA щодо арктично-бореальної вразливості (ABoVE), всеосяжної польової місії, що вивчає стійкість арктичних та бореальних екосистем та спільнот до змін навколишнього середовища.

Арктичні лісові пожежі відрізняються від лісових пожеж середньої широти, таких як у Каліфорнії та Айдахо. З одного боку, пожежі, що трапляються нижче 48-ї паралелі, часто спричинені діями людини і гасяться якомога швидше, оскільки вони становлять ризик для життя та майна. У бореальному лісі та тундрі лісові пожежі здебільшого розпалюються блискавками і дозволяється горіти, якщо вони не загрожують важливій інфраструктурі чи населеним пунктам. В результаті вони часто поширюються на великих площах і споживають сотні тисяч гектарів рослинності.

Крім того, на відміну від пожеж на нижчих широтах, більша частина викидів вуглецю внаслідок пожеж в Арктиці відбувається від спалення органічного грунту, а не від спалення дерев та чагарників.
"Арктичний та бореальний регіони мають дуже товсті ґрунти з великою кількістю органічних речовин, через те, що ґрунт замерзлий або є іншою формою обмеження температури, він також бідний поживними речовинами, тому його вміст не сильно розкладається "висловив Хой.

Густий багатий вуглецем верхній шар грунту бореальних лісів та тундри виконує функцію ізолятора для вічної мерзлоти - вічно замерзлого шару ґрунту під органічним верхнім шаром ґрунту.
"Коли ви спалюєте грунт над нею, ви ніби маєте холодильник і відкриваєте кришку: основна мерзлата тане, дозволяючи грунту розкладатися і деградувати, тому вона викидає ще більше вуглецю в атмосферу", - пояснив Хой.

Нещодавнє дослідження програми ABoVE показало, що за один сезон пожежі в Канаді в атмосферу було викинуто достатньо вуглецю, щоб компенсувати половину всього вуглецю, що виводиться з атмосфери за рахунок щорічного зростання дерев у всіх величезних лісах Канади. Отже, на пожежі в Арктиці впливає не тільки глобальне потепління, яке створює більш спекотне і посушливе літо, створюючи сухі та слабкі умови, але також сприяє подальшим змінам клімату.

"Іноді я чую:" В Арктиці не так багато людей, то чому б не дати їй згоріти, чому це важливо? ", - сказав Хой. "Але те, що відбувається в Арктиці, не залишається в Арктиці; існують глобальні зв'язки зі змінами, що відбуваються там".

Зміна ландшафтів

Танення вічної мерзлоти внаслідок пожеж спричиняє осідання земель та обвал ґрунту, створюючи сотовий ландшафт. Подекуди утворюються нові озера. В інших отримана порожниста топографія, відома як термокарст, висушує ландшафт. Термокарст - це перигляціальне топографічне утворення, подібне до карсту, з тією різницею, що западини утворюються шляхом селективного злиття вічної мерзлоти.

"Чи відновиться постраждалий район або стане топографічною депресією, залежить від кількості підземного льоду, знайденого під землею", - сказав Го Івахана, дослідник вічної мерзлоти в Університеті Аляски у Фербенксі. "Інші фактори, що відіграють важливу роль, - це важкість впливу вогню на органічний шар поверхні та клімат, який зазнає область після пожежі".

Окрім зміни ландшафтів, які не порушувались тисячоліттями, зникнення вічної мерзлоти означає також непоправну втрату історичних даних.

"Як і у випадку з крижаними ядрами в Антарктиді та Гренландії, ми вивчали зміни в ізотопах води, вмісті газу та структурі льоду вічної мерзлоти, щоб зрозуміти, що трапилося в минулому", - сказав Го Івахана. "Технічні фахівці з моделювання та пожежні фахівці прогнозують збільшення кількості пожеж у бореї та тундрі в майбутньому, що збільшить відтавання вічної мерзлоти, втрачаючи тим самим палеоінформацію, яку вона містить".

Зрештою, зміни гідрологічних процесів, а також спосіб, яким вогонь змінює розподіл видів рослин, змінюють місцеві екосистеми.

"Після сильної пожежі ми можемо спостерігати зміни в загальному складі рослинності", - сказав Хой. "Це вплине на види ссавців, здатних там жити, а також на те, як люди використовують землю, наприклад, для полювання".

Два основних види дичини на Алясці - це карібу та лосі, і вони дуже по-різному реагують на спалені ландшафти. Протягом перших десятиліть після великої пожежі стада лосів рухаються до ураженої області у пошуках молодої рослинності, що відростає знову. Але карібу, дієта якого сильно залежить від повільно зростаючих поверхневих лишайників, які довго відновлюються, сильно постраждала від пожеж.

"Одне з головних занепокоєнь з точки зору управління дикими тваринами полягає в тому, що пожежі можуть обмежити ареал карибу", - сказала Елісон Йорк, координатор консорціуму пожежних наук Аляски при Університеті Аляски.

Вплив на здоров'я

Лісові пожежі виділяють велику кількість частинок, які є шкідливими для серцево-легеневої системи і можуть дістатися до величезних територій під дією вітру.

"Ми багато чуємо про вплив пожеж на здоров'я, але всі ці дослідження походять від розслідування однієї, як правило, короткої події", - сказала Тетяна Лобода, професор Університету штату Меріленд у Колледж-Парку. "У бореальному лісовому регіоні пожежі дуже поширені, дуже великі і викликають задимлення. Навіть люди, які не мешкають поблизу, піддаються значному періоду з року в рік".

Нещодавно Лобода запустила проект за допомогою програми ABoVE для вивчення того, як вплив твердих частинок від пожеж впливає на здоров’я людей на Алясці - штаті, який видав понад 30 сигналів про якість повітря лише за пожежний сезон цього року. Хоча дослідження Лободи обмежене Аляскою, лісові пожежі впливають на здоров'я населення у всьому світі.

"Пожежі трапляються в теплі місяці, коли люди проводять багато часу на відкритому повітрі, особливо корінне населення, яке займається такими видами існування, як полювання та риболовля", - сказала Лобода, яка планує порівняти вплив місцевих громад на лісові пожежі з наслідками здоров'я. "Їм бракує захисту, яку вони могли б отримати від перебування в приміщенні з кондиціонером і закритими вікнами".

Для свого дослідження Лобода використовуватиме записи госпіталізації Департаменту охорони здоров’я Аляски, щоб проаналізувати, скільки людей хворіє під час пожеж. Ви також проаналізуєте дані із супутників НАСА, що в поєднанні з комп'ютерними моделями дозволить вам створити детальний запис про спалювання у щоденному масштабі, а також всебічну інвентаризацію видів палива, як тип листя, що спалюється разом з інтенсивністю вогню визначає кількість частинок, які створюються.

"За останні 20 років у нас було зареєстровано три найбільші сезони пожеж на Алясці, і це відбувається одночасно із збільшенням населення", - сказала Лобода. "Чим більше розпорошених людей, тим більша ймовірність, що когось це торкнеться протягом року".

Написала Марія Хосе Віньяс, Команда новин науки про Землю NASA