Foto av Brad Lidell / USFWS (Flickr / Creative Commons)
Smoldering torv ger massiva mängder koldioxid och andra föroreningar, men lösningen på lösningar är på.
Som skogsbränder förstördes Fort McMurray, Alberta, förra månaden, kan en annan sorts eld ha börjat under marken. Torv, en koldrik jord som skapats av delvis sönderdelad, vattendragen vegetation ackumulerad under flera årtusenden och de saker som drivit Indonesiens megafiler i höst, förekommer också i borealskogarna som sträcker sig över Kanada, Alaska och Sibirien. Med den intensiva värmen från Fort McMurray-bränderna "finns det en bra chans att marken i området kunde ha tänds", säger Adam Watts, en brandekolog på Desert Research Institute i Nevada.
Till skillnad från de dramatiska vildmarkerna nära Fort McMurray smälter torvbranden långsamt till låg temperatur och sprids under jord, vilket gör dem svåra att upptäcka, lokalisera och släcka. De producerar liten flamma och mycket rök, vilket kan bli ett hot mot folkhälsan, eftersom röken kryper längs landet och störer närliggande städer och städer.
Trots att de inte liknar det, är torvbränder de "största bränderna på jorden".Och även om de inte liknar det, är torvbränder de "största bränderna på jorden", säger Guillermo Rein, en torvbrandforskare vid Imperial College i Storbritannien. Sedan 1990s, Indonesiens slash-and-burn-praxis som tydliga skogar för jordbruk har lett till bränder som växer ur kontroll på grund av torv. Indonesien har över 200,000 kvadratkilometer (77,000 kvadrat miles) av torvmark som i genomsnitt är 5.5 meter (18 fötter) djupt och på vissa ställen upp till 20 meter (66 fot) djupt. "De är mycket svåra att lägga ut eftersom de är djupa", säger Robert Gray, en oberoende brandekolog med säte i Chilliwack, British Columbia.
De boreala skogarna antas innehålla några 30 gånger mer torv än Indonesien. Eftersom de kan smoldera i veckor och månader, ibland även håller sig aktiv under jord genom kalla norra vintrar, torvbränder avger i genomsnitt ekvivalenten av 15 procent av antropogena växthusgasutsläpp per år, enligt Rein-carbon som tog tusentals år att sequestera.
Torvbränder förstör också viktiga livsmiljöer för hotade arter som orangutanger. Den dis som de skapar har konsekvenser för ytemperaturer eftersom det kan blockera solljus och regnmönster eftersom det kan störa molnbildning. Sådana negativa effekter från torvbränder och deras uthållighet kräver modern teknik för att bättre upptäcka och slåss mot dem.
När naturens lösning inte kommer
Pristin torv är skyddad mot eld eftersom den är mättad med vatten. "Under ett normalt år säger Grey om torven under borealskogen," det är för våt att brinna ". Men när torv torkar ut, antingen på grund av otillräcklig snö från föregående vinter eller från decennier av avskogning och i Indonesien, torvlattning för att göra den lämplig för jordbruk, blir det brandfarligt.
Naturens lösning på detta problem är brådskande regn som helt kan översvämma torvmarken. När de inte kommer, kräver uttorkning av torvbränder fortfarande stora mängder vatten som kan vara svåra att transportera djupt in i en skog. En manmade strategi för detta är att stimulera regn genom molnsåtning, en teknik som används i USA för att producera snö på berg för att säkerställa tillräcklig vattenförsörjning, säger Watts. Styrs av meteorologiska prognoser, flyger piloter till moln nära stormfronter och spraylösningar av silverjodid som fungerar som dammpartiklar för att vattenånga klämmar fast och blir till regn. Ibland, som i Indonesien förra hösten, misslyckas det med att det inte finns tillräckligt med fukt i atmosfären. Men med den rätta kombinationen av prognoser, sådd och lite lycka, säger Watts, kan cloudseding vara effektivt för att bekämpa torvbränder, eftersom det kan leverera den nödvändiga mängden vatten.
Det är "överväldigande viktigt" att upptäcka och verka på torvbränder tidigt, för om de blir för stora är ingen annan vattenförbrukning än regn tillräckligt för att bekämpa dem. Ett annat tillvägagångssätt för att bekämpa torvbränder är att ta itu med nätverket av smala tunnlar som levererar näringsämnen i vattenloggad torv, men tillåter även syre att nå underjordiska bränder. Rein säger att vissa har föreslagit att torv är mindre sårbar för eld genom att förstöra tunnlarna genom kompression - som i Malaysia där torvmarkerna inte brinner lika mycket som i närliggande Indonesien - men det innebär också att torvmarkens ekologiska integritet förstörs, vilket skapar en situation i som de förlorar sin förmåga att stödja skogen ovanför.
Betydelsen av att vara tidig
Rein säger att det är "överväldigande viktigt" att upptäcka och agera på torvbränder, eftersom om de blir för stora är ingen annan vattenförbrukning än regn tillräcklig för att bekämpa dem. Men tidig upptäckt och handling är också överväldigande svårt. Rök kan fly från en utfart långt ifrån den producerades, säger Rein, vilket betyder att rök inte alltid är en bra indikator på var man ska slåss elden. Brandmän måste vanligtvis leta efter visuella signaler som döende växter eller depression i marken som indikerar var torv redan har bränt.
Satelliter programmerade för att upptäcka högtemperaturbränder misslyckas när det gäller torvbränder, säger Rein, eftersom torvbränder inte är tillräckligt heta. Rein mottog nyligen ett femårigt, € 2 miljoner bidrag från Europeiska forskningsrådet för att utveckla ett tidigt varningssystem för torvbrand. Han försöker karakterisera värme fingeravtryck av torvbränder genom att kopiera små torvbränder i laboratoriet och använda infraröda kameror för att spela in värmen som emitteras. Han hoppas kunna använda sina fynd för att kalibrera satelliter specifikt för torvbränder, precis som vissa rörelsessensorer är kalibrerade för att upptäcka infraröd strålning som är unik för människor.
Rein samlar också in de gaser som produceras från sina experiment och analyserar dem för mönster som kan bli aktuella varningsskyltar för en växande torvbrand. Till exempel kan förhållandena kolmonoxid eller flyktiga organiska föreningar till koldioxid användas för att berätta skillnaden mellan utsläpp från torvbränder och dem från förbränningsmotorer eller kraftverk. Dessa mönster kan sedan appliceras på handhållna gassensorer eller gasanalysatorer placerade i dronor, flygplan eller byggnader i närliggande städer och städer för att upptäcka torvbränder.
Läggande av brandskyddsmedel
När man hittat ett problem att sätta ut torvbränder är det att torvmarken avstrålar vatten när det blir väldigt torrt, säger Watts. Tänk på hur vattenpooler ligger ovanför marken i en krukväxt som för länge har försummat. Vatten måste kunna bryta igenom jordens yta för att komma till de underjordiska bränderna.
Torvbränder i ett område behandlat med Peat FireX slogs ut och släcktes fortfarande åtta dagar senare, medan intilliggande obehandlade områden fortsatte att smoldera.Att lägga till en brandskyddsmedel mot vattnet kan bidra till att vatten blir mer effektivt vid detta. Ett exempel är Peat FireX, ett växtbaserat pulver som utvecklats i 2012 av Steve Sinunu, VD för Texas-baserade EnvironX Solutions. När det löses i vatten, stör det de starka vätebindningarna mellan vattenmolekylerna, vilket gör det enklare för vattnet att tränga in i jorden. När lösningen rör sig in i jorden, täcker den torven för att skydda den från eld. När det når bränderna utlöses en kemisk reaktion i lösningen som snabbt absorberar värme från bränderna, kyler och släcker dem. I 2014 visade test i Malaysia av EnvironX att torvbränder i Ett område behandlat med Peat FireX slogs ut och släcktes fortfarande åtta dagar senare, medan intilliggande obehandlade områden fortsatte att smoldera.
Efter användning säger Sinunu att Peat FireX bryts ner i jorden för att bli ett gödningsmedel; Louisiana kontor för jordbruk och skogsbruk brandskydd, som använder Peat FireX i brandbekämpning, har skrivit att en "faktor som bör noteras är dess miljövänliga bas. Biprodukten som återstår från användningen av produkten är i princip ett "kväve" -gödselmedel. "Tidigare i år antog den indonesiska regeringen Peat FireX som ett vapen mot torvbränder, enligt Steve Sinunu och ett oberoende företag i Singapore som hjälpt till att ansluta EnvironX med den indonesiska regeringen.
Medan sådana ansträngningar kan visa sig vara lovande lösningar när torvbränder har börjat, kommer de inte till roten till problemet, särskilt på platser som Indonesien. Där behövs ekonomiska lösningar för att ge invånarna alternativ till att använda eld för att rensa mark för jordbruk. Men i en framtid där klimatförändringen fortsätter att skapa förutsättningar som är bättre lämpade för brand, kommer det sannolikt att ta en kombination av förbättrade förebyggande åtgärder, upptäckt och brandbekämpning för att bekämpa dessa osynliga bränder. 
Denna artikel publicerades ursprungligen på Ensia
Om författaren
XiaoZhi Lim är en frilans vetenskapsreporter baserad i Singapore. En examen från vetenskapsrapporteringsprogrammet vid Boston University, täcker hon kemi, energi, material och miljö. twitter.com/limxiaozhi dothemoleculedance.com
relaterade böcker
