Парадокс северных пожаров: почему Аляска нагревает планету, а Канада — охлаждает
Когда речь заходит о лесных пожарах, история может показаться простой: когда леса горят, они выделяют парниковые газы, такие как углекислый газ, угарный газ и метан, которые нагревают планету. Но на крайнем севере Северной Америки лесные пожары не всегда следуют одному и тому же сценарию. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, исследователи обнаружили, что лесные пожары на Аляске, как правило, оказывают согревающий эффект на атмосферу Земли, в то время как пожары в западной Канаде могут способствовать чистому охлаждению.
География и вечная мерзлота помогают объяснить это различие. Когда лесные пожары горят на Аляске, они не только сжигают лес, но и оттаивают вечную мерзлоту. Оба эти явления высвобождают углерод в атмосферу. В северной Канаде также есть вечная мерзлота, и пожары там также сжигают деревья и почвенный слой, который их удерживает. Однако, как сообщалось в влиятельном исследовании 2006 года, эти пожары с большей вероятностью оставляют после себя открытые пространства, которые зимой могут покрываться ярким снегом. Эта более светлая поверхность отражает больше солнечного света, вызывая чистый эффект охлаждения.
«Самый удивительный аспект заключается в том, что если убрать этот компонент вечной мерзлоты, то пожары на Аляске в целом переключились бы с чистого потепления на охлаждение», — сказал Макс Дж. ван Герревинк, климатолог из Свободного университета Амстердама в Нидерландах и ведущий автор исследования.
Упущенная вечная мерзлота
Исследование ван Герревинка опирается на знаменательное исследование 2006 года, которое предложило инновационный подход к оценке потенциала потепления климата от бореальных пожаров, но не затронуло ключевой фактор: выбросы углерода из вечной мерзлоты. Это исключение означало, что, хотя вывод 2006 года был верен для некоторых бореальных регионов, его нельзя было обобщить повсеместно. «Мы знаем, что углерода выделяется больше, чем было учтено в том исследовании», — сказал ван Герревинк.
Ван Герревинк и его команда отслеживали спутниковые данные всех лесных пожаров на Аляске и в западной Канаде с 2001 по 2019 год. Они учли возможные процессы потепления, такие как выбросы парниковых газов во время пожара и таяние вечной мерзлоты после пожара. Они также рассмотрели возможные процессы охлаждения, включая покрытые снегом ландшафты или атмосферные аэрозоли, отражающие солнечный свет, и восстановление лесов, поглощающее углекислый газ. «Мы также обучили модели, сначала на исторических климатических данных, что сделало модели довольно надежными, а затем заменили климатические данные будущими прогнозами», — добавил ван Герревинк.
Они обнаружили, что даже небольшое количество пожаров, которые интенсивно горят и оттаивают богатую углеродом вечную мерзлоту, могут оказать сильное согревающее воздействие. Важно, что по мере потепления климата и сокращения снежного покрова даже пожары, оказывающие охлаждающий эффект, в будущем могут все больше смещаться в сторону потепления.
Комплексный взгляд на лесные пожары
«Каждый пожар действительно зависит от экосистемы. Когда пожар горит, он будет гореть по-разному в зависимости от структуры окружающей экосистемы», — сказала Кимберли Майнер, ученый-землевед из Лаборатории реактивного движения NASA, не участвовавшая в исследовании. «Это исследование указывает на то, что это справедливо и для Арктики». В новой статье ван Герревинк и его соавторы обнаружили, что «пожары, вызывающие потепление климата, происходят преимущественно в сухих, высокогорных, крутых ландшафтах с вечной мерзлотой», в то время как «пожары, вызывающие охлаждение климата, обусловлены более длительным воздействием весеннего снега и чаще происходят в континентальных регионах вблизи границы леса».
Плотные слои вечной мерзлоты в некоторых районах Северного полушария, объяснила Майнер, означают, что «мы должны думать о пожарах совсем по-другому, более полным, почти 360-градусным способом — не только о том, что происходит над землей, но и под поверхностью». Кристофер Уильямс, ученый-системщик Земли из Университета Кларка в Вустере, штат Массачусетс, также не участвовавший в исследовании, сказал, что рассмотрение взаимосвязи между вечной мерзлотой и выбросами, связанными с пожарами, может изменить подход ученых к пониманию экологических последствий пожаров. «Я думаю, это исследование побуждает нас думать о пожарах как о более сложном явлении, чем просто «хорошие» или «плохие»», — сказал он.
Это открытие имеет далеко идущие последствия для климатической политики и стратегий тушения пожаров в северных широтах. Если раньше экологали призывали к тотальному подавлению любых лесных пожаров, то теперь возникает дилемма: а нужно ли тушить пожары в западной Канаде, если они в долгосрочной перспективе охлаждают климат? Ван Герревинк предостерегает от поспешных выводов: «Охлаждающий эффект от снежного покрова на выжженных территориях — это временное явление, которое может длиться десятилетиями. Но восстановление леса и поглощение углерода — это процесс на столетия. Баланс очень тонкий».
Особую тревогу вызывает тот факт, что климатические модели предсказывают сокращение снежного покрова в Северной Америке на 15-25% к середине века. Это означает, что даже «канадский охлаждающий эффект» может исчезнуть, превратив пожары там в чистых эмитентов парниковых газов. Кроме того, более частые и интенсивные пожары на Аляске, где вечная мерзлота залегает особенно глубоко, могут привести к неконтролируемому выбросу так называемого «древнего углерода» — органики, накопленной за тысячи лет. Высвобождение этого углерода, который сейчас находится в ловушке мерзлоты, может создать положительную обратную связь: чем больше пожаров, тем больше тает мерзлота, тем больше выбросов, тем теплее климат и тем больше пожаров.
Ученые также отмечают, что в исследовании не учтен еще один важный фактор — выбросы черного углерода (сажи). Сажа, оседая на снег и лед, снижает их альбедо (отражающую способность), что также способствует потеплению. Это особенно актуально для Арктики, куда сажа с канадских пожаров может переноситься ветрами на тысячи километров. «Наше исследование — это первый шаг, но не панацея, — признает ван Герревинк. — Нам нужно учитывать сотни факторов, от влажности почвы до розы ветров. Но теперь мы точно знаем, что упрощенный взгляд на лесные пожары как на однозначное зло ошибочен».
Тем временем, власти Канады уже начали пересматривать свои стратегии противопожарного управления в отдаленных северных территориях. Вместо тотального тушения, в некоторых регионах разрешено выжигание контролируемых участков леса для создания мозаичного ландшафта, который, как надеются ученые, максимизирует охлаждающий эффект (за счет снежных полян) и минимизирует выбросы от сгорания торфяников. Эксперимент рискованный, но в условиях климатического кризиса риск бездействия может оказаться еще выше. Парадоксально, но огонь, который мы привыкли считать врагом планеты, в определенных обстоятельствах может стать ее временным союзником.
