Iga sammuga, mille ta tegi, koperdasid Jon Nicholsi saapad tema all olevat maad. Ta salvestas oma ümbruse teralise mobiiltelefoni videoga ja vaatamata niiskele, hallile päevale pakkusid Alaska Chugachi mäed endiselt jalgadele hämmastavat tausta kõrgetele kuuskedele ja madalakasvulistele kährikutele. Tema ja kaks kolleegi haavasid mööda Alaska Cordovast ida pool 10 miili otse ida pool asuvat niisket maapinna Corser Bogi serva Corser Bog - üksildane punkt, mis asub kaugel kohast, kus Exxon-Valdez naftatanker 1989. aastal maapinnale jooksis.
"Kui me trügime, " ütles Nichols, "läbi muskuse kõndimise."
Muskeg on veel üks nimi tema uuritud turbarabade kohta ja Nichols sirvis sel päeval 2010. aastal läbi muhu, et uurida põhiproove, et õppida, kuidas 12 000-aastane raba moodustus. Columbia ülikooli Lamont-Doherty maavaatluskeskuse paleoökoloogina ja turbauurijana töötab Nichols endiselt selle nimel, et mõista, kuidas turvas tekkis ja kuidas see tulevikus võib tekkida või laguneda.
Teises ookeanis säilitatava atmosfääri süsiniku hulga poolest on turbasamblad Maa süsinikuringluse lahutamatu osa. Enamik turvast hakkas moodustuma pärast viimast jääaega, umbes 12 000 aastat tagasi ja juba aastatuhandeid on nad olnud olulised süsinikuhoidlad. Nüüd on aga soojeneva planeedi ja uute ilmastikuolude tõttu seatud kahtluse alla turbarabade tulevik, sealhulgas ka see, kui kiiresti võivad nad kogu hoiustatud süsiniku vabastada süsinikdioksiidi kujul.
Ligikaudu kolm protsenti planeedi maapinnast antakse praeguste hinnangute kohaselt turbaaladele. Vaatamata turba olulisusele Maa süsinikuringes täidavad teadlased siiski nende elupaikade põhilisi üksikasju, sealhulgas seda, kus nad asuvad, kui sügavale nad lähevad ja kui palju süsinikku neil on.
Suurimad turbajäljed esinevad külmades, püsivalt niisketes kohtades nagu Alaska, Põhja-Euroopa ja Siber. Kuid olulisi maardlaid on leitud ka Lõuna-Aafrikast, Argentiinas, Brasiilias ja Kagu-Aasias. Kuni 20. sajandi alguseni arvasid teadlased, et troopikad olid turbaalade turustamiseks liiga soojad - putukad ja mikroobid tarbisid langenud taimse materjali liiga kiiresti.
Teadlased leiavad neid endiselt. Teadlased avastasid 2014. aastal Kongo jõe vesikonnas Inglismaa suuruse turbaraba. Ja ühes teises 2014. aasta uuringus kirjeldati Peruu Amazonase jõe lisajõgedes 13 500 ruutmeetri suurust turbaala, milles on hinnanguliselt 3, 4 miljardit tonni süsinikku.
Turbasood, veel üks turbaalade mõiste, on niisked, väga happelised ja peaaegu hapnikuvabad. Need tingimused tähendavad, et lagunemine aeglustub indekseerimiseni. Turbaaladele langevad taime-, looma- ja inimjäänused võivad suurepäraselt säilitada sadu, kui mitte tuhandeid aastaid. Nendes kord elusorganismides sisalduv süsinik on aastatuhandete jooksul lõksus, aeglaselt maetud ja eraldatud atmosfäärist.
Aga mis juhtuks, kui need süsinikuvarud hävitataks? See on kiire mõistatus, millega teadlased peavad nüüd silmitsi seisma, isegi kui nad alles hakkavad vastama küsimustele turba arvukuse ja leviku kohta.
"Need on süsiniku säilitamise võtmevaldkonnad, " ütleb Wetlands Internationali kliima-aruka maakasutuse spetsialist Marcel Silvius. "Kui me kohtleme neid halvasti, kuivendame neid ja kaevame need üles, muutuvad nad peamisteks süsinikukorstnateks."
Piletite pommitamine?
Alaskal, nagu ka enamikul põhjapoolsetest laiuskraadidest, ohustavad igikeltsa sulavad ja muutuvad vihmasajud turbasamblaid. Kuid troopikas on juba käimas teist tüüpi kiiresti arenev ja tahtmatu eksperiment.
Kui kogu maailma turbaalade süsinik ootamatult aurustuks, valaks atmosfääri tagasi umbes 550–650 miljardit tonni süsinikdioksiidi - umbes kaks korda suurem kogus, mis on lisatud pärast tööstusrevolutsiooni algust. Arvestades, et turbaalad sisaldavad 15–30 protsenti maailma süsinikuvarudest, on nende potentsiaal maakera järsul soojenemisel vaevalt alahinnata.
"Kuna turbamaad pidevalt eemaldavad süsinikdioksiidi, jahutavad nad kliimat, " ütles Smithsoniani loodusloomuuseumi troopilise turba asjatundja René Dommain. Kui turbaalad lõpetaksid süsinikdioksiidi ladustamise, pole öelda, milline oleks pikaajaline keskkonnamõju.
Maailma turbaalade täielik, samaaegne hävitamine on ebatõenäoline. Kuid Kagu-Aasia troopilistel turbaaladel ladustatud 14 protsenti maailma turba süsinikuvarust - umbes 71 miljardit tonni süsinikku - on varises.
Malaisias ja Indoneesias on turbamaardlad tihedalt metsaga kaetud madalate metsade all, mis on põllumajanduse jaoks mitu viimast aastakümmet püsivalt puhastatud ja kuivendatud. Puude eemaldamisel ja turbaalade kuivamisel hakkavad maardlad süsinikku eraldama paaril erineval viisil.
Turba kokkupuutel õhuga hakkab see lagunema, mis eraldab atmosfääri süsinikdioksiidi. Turvas võib pesta ka mööda vett äravoolitud kanalitest, viies süsinikuvarud kaugemale allavoolu. Kuiv turvas süttib ka kergesti, põletades sageli kontrollimatult või haihtudes maardla kihtides sügavalt nagu kivisöe õlg. Need korduvad tulekahjud pumbavad õhku tuhka ja muid tahkeid osakesi, tekitades rahvatervisega seotud probleeme, näiteks hingamisteede probleemid ja õhutades evakueerumist kogu piirkonnas, kus need tekivad.
2010. aasta seisuga oli 20 protsenti Malaisia poolsaare ning Sumatra ja Borneo saarte turbamoodustikust puhastatud Aafrika õlipalmiistandustest või akaatsia kasvatamiseks (mida kasutatakse paberimassi tootmiseks paberi ja muude puittoodete tootmiseks.) Paapua Uus-Guinea rannikust, kus on 12–14 miljonit aakrit põlist turbametsa, on Indoneesia saarestikus alles vaid 12 miljonit aakrit turbamood.
Praeguse hävimiskiiruse korral likvideeritakse Bruneist väljaspool olevad ülejäänud metsad, kus metsad on hästi säilinud, aastaks 2030 täielikult, teatas Dommain.
Ideaalsetes tingimustes võivad tema sõnul puutumatud troopilised turbaaiad säilitada kuni tonni süsinikdioksiidi aakri kohta aastas. Kuid hävitavate põllumajandustavade ja ilmastikuolude uute kõikumiste tõttu kaotavad Kagu-Aasia turbaalad igal aastal umbes 22–31 tonni süsinikdioksiidi aakri kohta. See on enam kui 20 korda suurem kui need piirkonnad aastas.
Viimase kahe aastakümne jooksul on Malaisia ja Indoneesia kuivendatud ja lagunenud turbarabametsade süsinikdioksiidi heitkogus enam kui kahekordistunud, ulatudes 240 miljonilt tonnilt 1990. aastal 570 miljoni tonnini 2010. aastal, teatas Dommain. Ta kavatseb selle analüüsi avaldada raamatus selle aasta lõpus.
Varjatud vahemälu täpsustamine
Suur osa turbauuringute ebakindlusest tuleneb asjaolust, et teadlased ei tea planeedi turbavarude täielikku ulatust. Turbaalad on suhteliselt väikesed, laialivalguvad ja neid on raske leida. Nii et suurem osa 20. sajandi algusest kogu maailmas turbavarude kohta teadaolevat oli pärit looduseuurijate kirjalikest tähelepanekutest, kes matkasid kaugete piirkondade kaudu, kirjeldades uusi maastikke ja avastades tundmatuid liike.
Sellest ajast alates on uued satelliidipildid ja analüüsid, seisva pinnavee andmed, vanade kaartide uuesti läbivaatamine ja rohkem teaduslikke ekspeditsioone täitnud palju lünki meie teadmistes turbaalade olemasolu kohta. Kuid õppida on veel palju.
Tuginedes paljude erinevatest allikatest koos kogutud andmete vahepaladele, arvavad teadlased, et neil on häid hinnanguid selle kohta, kui palju turvast seal on, vahendab Columbia Nichols. Kuid ta selgitab, et suur osa meie teadmistest turbaalade paiknemise kohta põhineb ekstrapoleerimisel ja maapinnal põhinevate hinnangute abil on vaid piiratud arv neid hinnanguid kinnitatud.
"Kui palju turvast seal on, on suur küsimus, millega me ikka proovime hakkama saada, " ütleb Nichols.
Osa probleemist on geograafia. Turbakauplused on tavaliselt võimatult kauged, vaenulikud kohad. Näiteks Alaska Corseri rabasse pääseb ainult lennukiga või laevaga. Põhjapoolsetel laiuskraadidel pole inimesed lihtsalt julgenud arvukatesse piirkondadesse, kus turvas moodustub. Ja troopikas, ehkki inimesi on palju, on nad ajalooliselt turbasambaid vältinud. Need alad on toitainetevaesed ja põllumajanduse jaoks kõlbmatud.
Teine probleem on see, et kuigi turbaala pinnapiirid kipuvad olema täpselt määratletud, ei ole see sageli sügav. Satelliite ja maapinnale tungivaid radareid on võimalik näha ainult seni - mõned Iirimaa ja Saksamaa rabad asuvad teadaolevalt 50 jalga sügavusel, mis ületab satelliitide mõõtmise suutlikkust. Seega jääb südamike võtmine parimaks viisiks turbaraba sügavuse määramiseks.
Turbaalasid uurivate teadlaste jaoks pole see nii lihtne, kui tundub. Nad peavad iga päev vedama kogu varustust proovide võtmiseks ja mõõtmiseks kuivast kaugest bivouacist. Kuid kui teadlased on kohale jõudnud, ei saa nad liiga kaua paigal seista, muidu hakkavad nad vajuma.
"Kui võtate turvasüdamiku ja kuivatate selle, koosneb 90 protsenti proovist veest, " ütleb Dommain. "Turbamäel kõndimine on nii lähedal kui jõuate Jeesuse juurde, sest kõnnite põhimõtteliselt vees."
Mentangai turbarabamets, Kalimantani keskosa (foto autor: Marcel Silvius, Wetlands International) 
Kalimantani kesklinnas on osa lagunenud ja põlenud turbasamblast paludikultuuri katsealana 2009. aasta aprillis. (Foto: Marcel Silvius, Wetlands International) 
Borneo linnas Palangka Raya põles turbamoor mets 2015. aasta septembris. (Foto: Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (vasakul) ja järeldoktor Chris Moy teevad sügavusmõõtmisi Alaska Korseri rabas. Võimalike turbavarude otsimisel uurivad teadlased sügavuse esialgseid mõõtmisi, sukeldades metallvarda rabasse. (Foto viisakalt Jon Nichols) 
Teadlased ekstrudeerivad hoolikalt värske turbasüdamiku proovi Brunei Belaiti turbaaladelt, mis on ligi 15 jalga sügavad ja 2800 aastat vanad. 
Turvasüdamiku skaneerimine näitab, kuidas surnud taimne materjal tihendub tihedalt tuhandete aastate jooksul, mille jooksul see koguneb. (Foto viisakalt Jon Nichols) Uute vaadete visand
Põllul on turbarabade süsinikuvarude füüsikalise ulatuse määramine aeglane ja sageli pettumust valmistav protsess. Troopilistes turbametsades - kus kihid hõlmavad terveid puid, juurvilju ja muud puitmaterjali - ei õnnestu mõnikord isegi uuritavate tuumaproovide eraldamiseks kasutatud spetsiaalsete sakiliste vahenditega tungida väga kaugele. Ühel heal päeval võivad teadlased saada ühe kasutatava proovi.
Gaasivahetuse ehk vooluhulga mõõtmine turba soode ja atmosfääri vahel on veel üks meetod, mida teadlased kasutavad nende piirkondade käitumise uurimiseks.
Singapuri MIT teadusuuringute ja tehnoloogia liidu (SMART) teadlane Alex Cobb kasutab Borneo saarel nii häiritud kui ka põlise turba soode süsinikuvoo mõõtmiseks mitmesuguseid tehnikaid. Mitmest tellingutornist - millest üks tõuseb hüppeliselt Shorea albida puu võrastiku puhastamiseks 213 jalga kõrgemale metsapinnast - mõõdavad instrumendid tuule kiirust, temperatuuri ning süsinikdioksiidi, metaani ja dilämmastikoksiidi vahetuse kiirust atmosfääri ja allpool asuva ökosüsteemi vahel . Cobb ja tema kolleegid loodavad, et nende seire võimaldab neil paremini mõista, kuidas muutused veesüsteemis mõjutavad turbumetsi ja kuidas süsinikutsüklid vastavalt muutuvad.
"Üks väljakutsuv asi on see, et põhjavees transporditakse [turbasambladest] palju süsinikku, " selgitab Cobb. Ta ütleb, et vees leiduvad orgaanilised ained muudavad vedelaks kange tee värvi, kust tulevad mustvee jõed. "See [vesi] võib moodustada 10 kuni 20 protsenti kogu süsinikuvoogust, mis väljub lagunenud turbaalalt."
Turba süsinikuvarude ulatuse ja soode käitumise täielik mõistmine jääb kättesaamatuks. Nii et võime ennustada nende käitumist kui ka seda, kuidas nende panus ülemaailmsesse süsinikuringesse mahub suuremasse kliimamudelisse, on endiselt raske eesmärk.
Turba tuleviku ennustamine
Kliima soojenedes võivad turbamaad minna kahele teele, kui need jäetakse nende endi otsustada. Taimevahemiku laiendamine tähendab, et turba kogunemine võib suureneda, säilitades need alad süsiniku neeldajatena. Või põhjustab soojenemine sademete kõikumist, mis põhjustab turbaalade lagunemist süsinikuallikateks. Mitte iga turbaala ei reageeri soojenemisele ühtemoodi, seetõttu vajavad teadlased arvutimudeleid, mis aitaksid uurida kõiki võimalusi.
Modelleerimine võimaldab teadlastel ühtlustada turbaraba funktsioone piirkondades, kus kunagi pole põldmõõtmisi tehtud. Turbamaade käitumise täpne simuleerimine võimaldaks teadlastel hinnata süsiniku ja kasvuhoonegaaside voogu, ilma et peaksite tegema iga põllul asuva turbamaardla külastamisega seotud suuri jõupingutusi.
Kuid teadlased vajavad täpsete mudelite loomiseks andmeid ja seni kogutud andmed pole peaaegu piisavalt põhjalikud, et neid suuremahulistes simulatsioonides kasutada. "Ilma mudeliteta andmed on kaos, kuid ilma andmeteta mudelid on fantaasia, " ütleb New Hampshire'i ülikooli biogeokeemik Steve Frolking, kes töötab välja arvutimudelid selle kohta, kuidas turbavarud reageerivad looduslikele ja inimlikele häiretele.
Kliimamudelid vaatlevad korraga väikeseid tükke piirkonnas; kõrge eraldusvõimega mudeli ruudukujulised ruumid on umbes 62 ruutmiili suurused. Kuid see on endiselt liiga suur ala, et turbaalade käitumist täpselt uurida.
Teine probleem on see, et igal turbarabal on omapärased veevoolu omadused, mis sõltuvad suuresti lokaalsetest teguritest nagu topograafia ja taimestik. Nagu sogased väikesed liblikad, on ka iga turbasambla eriline ning arvutimudeli loomine, mis kajastaks nende käitumist maapealsete vaatluste hajutamisest, põhjustab globaalses mastaabis rakendamisel suuri erinevusi.
"See, kus nad asuvad või kuidas nad üksteisega suhtlevad, ei kuulu nende mudelite üksikasjadesse, " ütleb Frolking. “Ja turba puhul on sellel suur mõju selle hüdroloogiale. Kui tegutsete 100 kilomeetri skaalal ja proovite modelleerida veelauda mõne sentimeetri täpsusega, muutub see tõesti-väga raskeks. ”
Kolmas probleem on aeg. Turbamaad arenevad aastatuhandete vältel, samal ajal kui enamik kliimamudeleid töötab aastasadade järjekorras, ütles Max Klecki meteoroloogiainstituudi globaalse süsinikuringe modelleerija Thomas Kleinen. See muudab tuletatava turbamaa arengu tingimuste tuletamise väga keeruliseks.
Turbaalade integreerimiseks globaalsetesse süsiniku- ja kliimamudelitesse on vaja põhjalikumaid kaarte ning rohkem andmeid iga turbaala taimesortide kohta, kus ja kuidas vesi koguneb, ning maardlate sügavust.
Satelliitandmed on kasulikud, nagu ka kaardid, mis on tehtud mehitamata õhusõidukite kogutud andmetega, kuid igal neist on oma piirangud. Satelliidid ei suuda tungida väga kaugele paksu džunglite taimestikku ega maasse. Ja kuigi sellised väikesed riigid nagu Brunei on kaardistanud kõik oma turbamoodustiku metsad LiDAR-iga - lennukisse paigaldatud lasersüsteemiga, mis võib muu hulgas koostada üksikasjalikke topograafilisi või taimestikukaarte -, siis Indoneesias nagu rahavaesed riigid laialivalguvad tõenäoliselt nende eeskuju.
Loode tagasi
Kuna teadlased kavatsevad koguda rohkem andmeid ja koondada kokku turbaala täpset esitust sisaldavad globaalsed kliimamudelid, tehakse jõupingutusi Kagu-Aasia turba hävitamise määra vähendamiseks.
2016. aasta alguses kokku pandud Indoneesia turbamaade taastamisagentuuri eesmärk on järgmise viie aasta jooksul taastada 4, 9 miljonit aakrit lagunenud turbaala, reguleerides selle kasutamist. Agentuur kataloogib turbaalade kaudu juba kaevatud kanalid, vahendab metsakasutusõigusi ja suurendab kohalike elanike teadlikkust turbasambla säilitamise eelistest. Norra valitsus ja Ameerika Ühendriikide rahvusvahelise arengu agentuur (USAID) on Indoneesia jõupingutustele eraldanud kokku 114 miljonit dollarit.
Indoneesia president Joko Widodo andis ka eelmise aasta lõpus välja dekreedi, millega keelati uute turbaalade puhastamine, ehkki kohalikud piirangud olid juba kehtinud. Wetlands Internationali esindaja Silvius on skeptiline, et keeld töötab, eriti kuna Indoneesia on seadnud eesmärgiks oma palmiõli toodangu kahekordistamise aastaks 2020. Ehkki nad on viimase abinõuna põllumajandusala, on turbasambamarjad vaid ainsad allesjäänud maad kasvatamiseks saadaval.
Ja piirkonnas laialt levinud vaesuse korral lisab Smithsoniani Dommain, et kui oodata, et piirkond loobub palmiõli tulusast kasumist, samamoodi kui paluda Saudi Araabial lõpetada naftapumpamine.
“Inimtegevust juhib lühiajaline kasum, mitte aga see, mis toimub 10, 50 või isegi 100 aasta pärast, ” täheldab Dommain. "Raske on aru saada, et selles majanduse fookuses toimub tohutu muutus."
Kuna Malaisia ja Indoneesia rannajooni kallistavad madala soostikuga turbaalad on istanduste rajamiseks kuivendatud, vajuvad nad lõpuks merepinnast madalamale. See võib neid alaliselt üleujutada, muutes maad igasuguseks põllumajanduseks kõlbmatuks.
Neid elupaiku saab siiski kaitsta, kasutades samal ajal ka põllukultuuride kasvatamiseks. Apelsinid, rotangpalm, teepuu ja saagopalm on näited umbes 200 põllukultuurist, mida saab turbamullas kasvatada. Mõned ettevõtted püüavad soodsa saagikusega välja töötada mitmesuguseid illipe-pähkleid, alates soost armastavast Shorea stenopterast . Kasutatuna kakaovõi asendajana šokolaadis või naha- ja juuksekreemides, võib illipe ühel päeval aidata kuivendatud ja lagunenud turbasamblade „uuesti niisutamiseks”.
"Indoneesia valitsus näeb nüüd, et kuivendatud turbamaa maakasutusskeem nõuab probleeme, " ütleb Silvius. "Nad peavad selle vabatahtlikult järk-järgult lõpetama, või kui loodus on kadunud, kaotab see oma olemuse järk-järgult."
