S každým krokem, který podnikl, se boty Jon Nicholsové seskly na zemi pod ním. Zaznamenal své okolí na zrnitém videu z mobilních telefonů a navzdory vlhkému šedému dni Aljašské hory Chugach stále poskytovaly ohromující pozadí pro vysoké smrky a nízko rostoucí porosty u jeho nohou. Spolu se svými dvěma kolegy se probojovali podél okrajů Corser Bog, vlhké skvrny Země 10 mil východně od Cordovy na Aljašce, osamělé tečky na mapě nedaleko místa, kde v roce 1989 na povrch narazil ropný tanker Exxon-Valdez.
"Chlápáme se, " řekl Nichols, "skrz muškátový muškát."
Muskeg je jiné jméno pro rašeliniště, které studuje, a Nichols ten den v roce 2010 slogal blátem a snažil se najít základní vzorky, aby zjistil, jak se vytvořil 12 000 let starý rašeliniště. Jako paleoekolog a výzkumník rašeliny na observatoři Země Lamont-Doherty Earth na Columbia University, Nichols stále pracuje na tom, aby pochopil, jak rašelina vznikla a jak by se mohla v budoucnu tvořit nebo rozpadat.
Sekunda k oceánům v množství atmosférického uhlíku, které ukládají, rašeliniště jsou nedílnou součástí zemského uhlíkového cyklu. Většina rašeliny se začala tvořit po poslední ledové době, zhruba před 12 000 lety, a po tisíciletí byly důležitými zásobníky uhlíku. Nyní však s oteplovanou planetou a novými povětrnostními podmínkami byla zpochybněna budoucnost rašeliniště, včetně toho, jak rychle mohou začít uvolňovat veškerý svůj uložený uhlík ve formě oxidu uhličitého.
Podle současných odhadů je asi tři procenta pozemského povrchu planety předáno rašeliniskům. Přesto, přes význam rašeliny v zemském uhlíkovém cyklu, vědci stále doplňují základní podrobnosti o těchto stanovištích, včetně toho, kde jsou, jak hluboko jdou a kolik uhlíku mají.
Největší plochy rašeliny existují na chladných, trvale vlhkých místech, jako je Aljaška, severní Evropa a Sibiř. Významná ložiska však byla také nalezena v jižní Africe, Argentině, Brazílii a jihovýchodní Asii. Až do počátku 20. století si vědci mysleli, že tropy jsou příliš teplé - a padlý rostlinný materiál spotřebovaný příliš rychle hmyzem a mikroby - na to, aby zakryl rašeliniště.
Vědci je však stále hledají. Vědci objevili rašeliniště o velikosti Anglie v povodí řeky Kongo v roce 2014. A další studie z roku 2014 popisuje rašeliniště o rozloze 13 500 čtverečních kilometrů na jednom z přítoků řeky Amazonky v Peru, které má odhadem 3, 4 miliardy tun uhlíku.
Rašeliniště, další termín pro rašeliniště, jsou mokré, vysoce kyselé a téměř bez kyslíku. Tyto podmínky znamenají, že se rozklad zpomaluje na procházení. Rostlinné, živočišné a lidské zbytky, které spadají do rašeliniště, mohou ležet dokonale uchované po stovky, ne-li tisíce let. Uhlík obsažený v těchto kdysi žijících organismech je zachycen, pomalu pohřben a odtržen od atmosféry po tisíciletí.
Co by se však stalo, kdyby byly tyto uhlíkové rezervy odstraněny? Je to urgentní vědci, kterým musí vědci čelit, i když právě začínají odpovídat na otázky týkající se hojnosti a distribuce rašeliny.
„Jsou to klíčové oblasti pro ukládání uhlíku, “ říká Marcel Silvius, klimatický inteligentní specialista na využívání půdy ve společnosti Wetlands International. "Pokud s nimi zacházíme špatně, vypustíme je a vykopat je, stanou se hlavním uhlíkovým komínem."
Tikáte časované bomby?
Na Aljašce, stejně jako ve většině severních šířek, hrozí tání permafrostu a měnící se dešťové srážky rašeliništěm. Ale v tropech již probíhá jiný druh rychle se vyvíjejícího a nezamýšleného experimentu.
Pokud by se veškerý uhlík ve světových rašeliništích náhle vypařil, zhruba 550 až 650 miliard tun oxidu uhličitého by se vlévalo zpět do atmosféry - asi dvojnásobek objemu, který byl přidán od začátku průmyslové revoluce. Vzhledem k tomu, že rašeliniště obsahují mezi 15 až 30 procenty světových zásob uhlíku, nelze jejich potenciál náhlého oteplování země jen těžko podceňovat.
"Kvůli neustálému snižování emisí oxidu uhličitého [rašeliny] vlastně chladí klima, " říká René Dommain, expert na tropické rašeliny s Smithsonian National Museum of Natural History. Pokud by rašeliniště přestaly ukládat oxid uhličitý, nelze říci, jaké budou dlouhodobé dopady na životní prostředí.
Úplné současné zničení světových rašelinišť je nepravděpodobné. Ale 14 procent světové zásoby rašeliny - asi 71 miliard tun uhlíku - uložených v tropických rašeliništích v jihovýchodní Asii stojí na propasti.
V Malajsii a Indonésii existují rašelinová ložiska pod hustě zalesněnými nížinnými lesy, které byly v posledních několika desetiletích trvale proplachovány a odčerpávány do zemědělství. Jak se stromy odstraňují a rašeliniště vysychají, vklady začnou uvolňovat uhlík několika různými způsoby.
Když je rašelina vystavena vzduchu, začíná se rozkládat, což uvolňuje oxid uhličitý do atmosféry. Rašelina se také může vyplavovat po umělých kanálech, které vypouštějí vodu a nesou své zásoby uhlíku daleko po proudu. Suchá rašelina se také snadno vznítí, často se nekontrolovatelně spaluje nebo doutnává hluboko ve vrstvách ložiska, jako je oheň uhelného švu. Tyto opakující se požáry čerpají popel a další částice do vzduchu, čímž vyvolávají obavy v oblasti veřejného zdraví, jako jsou dýchací potíže a urychlují evakuaci napříč oblastmi, kde se vyskytují.
Od roku 2010 bylo 20 procent rašelinných lesů na malajském poloostrově a na ostrovech Sumatra a Borneo vyčištěno pro africké palmové plantáže nebo pěstování akácie (která se používá k výrobě buničiny pro papír a jiné výrobky ze dřeva). z Papuy-Nové Guineje, která má 12 až 14 milionů akrů nedotčeného rašelinného lesa, v indonéském souostroví zůstává pouze 12 milionů akrů rašelinného lesa.
Při současné rychlosti ničení budou zbývající lesy mimo Brunej, kde jsou lesy dobře zachovány, do roku 2030 zcela zničeny, říká Dommain.
Za ideálních podmínek říká, že neporušené tropické rašeliniště mohou ukládat až tunu oxidu uhličitého na akr za rok. Ale kvůli ničivým zemědělským praktikám a novým výkyvům v povětrnostních podmínkách rašeliniště jihovýchodní Asie každoročně ztrácí asi 22 až 31 tun oxidu uhličitého na akr. To je více než 20krát to, co tyto oblasti nasákají ročně.
Během posledních dvou desetiletí se emise oxidu uhličitého z drenážních a degradovaných rašelinných lesů v Malajsii a Indonésii více než zdvojnásobily, a to z 240 milionů tun v roce 1990 na 570 milionů tun v roce 2010, říká Dommain. Tuto analýzu plánuje zveřejnit později v tomto roce.
Určení skrytých mezipamětí
Většina nejistoty ve výzkumu rašeliny pramení ze skutečnosti, že vědci neznají plný rozsah rezerv rašeliny na planetě. Rašeliniště jsou relativně malá, široce rozptýlená a těžko k nalezení. Po většinu počátku 20. století tak většina z toho, co bylo známo o rašelinných rezervách po celém světě, pocházela z písemných pozorování přírodovědců, kteří procházeli odlehlými oblastmi popisujícími nové krajiny a objevující neznámé druhy.
Od té doby nové satelitní snímky a analýzy, údaje o stojaté povrchové vodě, přezkoumání starých map a další vědecké expedice zaplnily mnoho mezer v našich znalostech o tom, kde rašeliny existují. Ale zbývá se ještě hodně učit.
Vědci se domnívají, že na základě mozaiky dat dlážděných dohromady z mnoha různých zdrojů mají dobré odhady množství rašeliny, říká Columbia's Nichols. Mnoho našich znalostí o umístění rašeliniště je však založeno na extrapolaci, vysvětluje, a pouze omezené množství těchto odhadů bylo ověřeno pozemními hodnoceními.
"Kolik rašeliny je velká otázka, na kterou se stále snažíme dostat kliky, " říká Nichols.
Součástí problému je geografie. Obchody s rašelinou bývají neuvěřitelně vzdálenými nepřátelskými místy. Například aljašský Corser Bog je přístupný pouze letadlem nebo lodí. V severních zeměpisných šířkách se lidé jednoduše v žádném počtu neúčastnili oblastí, kde se tvoří rašelina. A v tropech, i když existuje spousta lidí, se historicky vyhýbali rašelinným bažinám. Tyto oblasti jsou chudé na živiny a nevhodné pro zemědělství.
Dalším problémem je, že ačkoli povrchové hranice rašeliniště mají tendenci být dobře definované, často jeho hloubka není. Satelity a radar prostupující zemí mohou vidět jen tak daleko dolů - o některých rašeliništích v Irsku a Německu je známo, že mají hloubku 50 stop, daleko za kapacitu měřících družic. Takže odebírání jader zůstává jediným nejlepším způsobem, jak určit hloubku rašeliniště.
Pro vědce, kteří studují rašeliniště, to není tak jednoduché, jak se zdá. Musí každý den vytáhnout veškeré vybavení pro odběr vzorků a měření ze suchého, vzdáleného bivaku. Ale jakmile se vědci dostanou na místo, nemohou příliš dlouho stát, jinak se začnou potápět.
"Pokud vezmete rašelinové jádro a osušíte, 90 procent vzorku tvoří voda, " říká Dommain. "Procházka po rašeliništi je tak blízko, jak se dostanete k Ježíši, protože v podstatě chodíte po vodě."
Rašelinový bažinatý les Mentangai, centrální Kalimantan (Fotografie od Marcel Silvius, Wetlands International) 
Část degradované a spálené rašeliniště v centrálním Kalimantanu slouží jako pilotní oblast paludnictví v dubnu 2009. (Foto: Marcel Silvius, Wetlands International) 
Rašelinový bažinový les hoří v Palangka Raya, Borneo v září 2015 (Fotografie od Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (vlevo) a postdoktorský výzkumník Chris Moy provádějí hloubkové měření v Corser Bog na Aljašce. Při průzkumu možných míst rašelinového jádra vědci provádějí předběžná měření hloubky ponořením kovové tyče do rašeliny. (Foto se svolením Jon Nichols) 
Vědci pečlivě vytlačují vzorek čerstvého jádra rašeliny v rašeliništěch Belait v Bruneji, které je téměř 15 stop hluboké a 2 800 let staré. 
Skenování rašelinového jádra ukazuje, jak se mrtvý rostlinný materiál hustě zhutňuje po tisíce let, během nichž se hromadí. (Foto se svolením Jon Nichols) Kreslení nových pohledů
V terénu je proces určování fyzického rozsahu uhlíkových rezerv rašeliniště pomalý a často frustrující. V tropických rašelinových lesích - kde vrstvy zahrnují celé stromy, kořeny a další dřeviny - dokonce ani specializovaná ozubená zařízení používaná k extrahování vzorků jádra pro studium někdy neproniknou příliš daleko. V dobrý den by vědci mohli získat jeden použitelný vzorek.
Měření rychlosti výměny plynu nebo toku mezi rašelinnými bažinami a atmosférou je další technika, kterou vědci používají ke studiu, jak se tyto oblasti chovají.
Alex Cobb, vědec ze Singapuru-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), používá různé techniky k měření toku uhlíku jak z narušených, tak nedotčených rašelinných bažin na ostrově Borneo. Z několika věží lešení - z nichž jedna se tyčí 213 stop nad lesním dnem, aby vyčistila stoupající baldachýn stromu Shorea albida - nástroje měří rychlost větru, teplotu a rychlost výměny oxidu uhličitého, metanu a oxidu dusného mezi atmosférou a ekosystémem níže . Cobb a jeho kolegové doufají, že jejich sledování jim umožní lépe porozumět tomu, jak změny ve vodním systému ovlivňují rašelinové lesy a jak se podle toho mění cyklování uhlíku.
"Jedna věc, která je náročná, je to, že velké množství uhlíku je přepravováno [z rašeliniště] v podzemní vodě, " vysvětluje Cobb. Organická hmota ve vodě mění tekutinu na barvu silného čaje, z něhož pramení řeky Blackwater. "Tato voda může představovat 10 až 20 procent celkového toku uhlíku vycházejícího z degradované rašeliniště."
Úplné pochopení rozsahu zásob rašeliny a toho, jak se bažiny chovají, zůstává mimo dosah. Schopnost předpovídat jejich chování a také to, jak by jejich příspěvky do globálního uhlíkového cyklu mohly zapadat do většího klimatického modelu, zůstává nepolapitelným cílem.
Předpovídání budoucnosti rašeliny
Jak se klima otepluje, rašeliniště by mohlo jít jedním ze dvou způsobů, pokud by bylo ponecháno na jejich vlastních zařízeních. Rozšíření rostlinných rozsahů znamená, že by se mohla nahromadit rašelina a tyto oblasti by se zachovaly jako zachytávače uhlíku. Nebo oteplování způsobuje kolísání srážek, které způsobuje degradaci rašeliniště na zdroje uhlíku. Ne každý rašeliniště bude reagovat na oteplování stejným způsobem, takže vědci potřebují počítačové modely, aby pomohli podívat se na všechny možnosti.
Modelování umožňuje vědcům přiblížit funkce rašeliniště v oblastech, kde dosud nebyla provedena polní měření. Přesná simulace chování rašeliniště by umožnila vědcům odhadnout toky uhlíku a skleníkových plynů, aniž by museli vynaložit snahu o návštěvu každého ložiska rašeliny v terénu.
Vědci však potřebují data, aby vytvořili přesné modely, a dosud shromážděná data nejsou dostatečně komplexní, aby je bylo možné použít ve velkých simulacích. "Data bez modelů jsou chaos, ale modely bez dat jsou fantazie, " říká Steve Frolking, biogeochemista z University of New Hampshire, který vyvíjí počítačové modely pro to, jak rezervy rašeliny reagují na přírodní a lidské poruchy.
Klimatické modely se zabývají malými částmi oblasti najednou; rastrové buňky modelu s vysokým rozlišením mají velikost přibližně 62 čtverečních mil. Ale toto je stále příliš velká oblast, aby bylo možné přesně studovat chování rašeliniště.
Dalším problémem je, že každý rašeliniště má charakteristické toky vody, které jsou vysoce závislé na lokalizovaných faktorech, jako je topografie a vegetace. Stejně jako mokré malé motýly je každá rašelinová bažina zvláštní a vytvoření počítačového modelu, který představuje jejich chování z rozbití terénních pozorování, vede k velkým nesrovnalostem, pokud se použijí v globálním měřítku.
"Kde jsou nebo jak spolu navzájem interagují, nejsou součástí detailů v těchto modelech, " říká Frolking. "A pro rašelinu to má velký dopad na její hydrologii." Když pracujete v měřítku 100 kilometrů a pokoušíte se modelovat vodní hladinu na několik centimetrů, stane se to opravdu, opravdu těžké. “
Třetím problémem je čas. Rašeliniště se vyvíjejí v průběhu tisíciletí, zatímco většina klimatických modelů pracuje na řádu staletí, říká Thomas Kleinen, globální modelář uhlíkového cyklu v institutu Maxe Plancka pro meteorologii. Proto je obtížné odvodit podmínky pro to, jak se rašeliniště v budoucnu vyvine.
Aby bylo možné skutečně integrovat rašeliniště do globálních uhlíkových a klimatických modelů, jsou zapotřebí komplexnější mapy a také více údajů o druzích rostlin v každé rašeliniště, kde a jak se akumuluje voda, a hloubce depozit.
Satelitní data jsou užitečná, stejně jako mapy vytvořené s daty shromažďovanými bezpilotními vzdušnými prostředky, ale každá má svá omezení. Satelity nemohou proniknout velmi daleko za hustou vegetaci džungle nebo do země. A zatímco malé země, jako je Brunej, zmapovaly všechny své rašelinové bažiny s LiDARem - laserovým systémem namontovaným na letadle, který může mimo jiné vytvářet podrobné topografické nebo vegetační mapy - je nepravděpodobné, že by se rozlehlé země s podobnými penězi jako Indonésie následovaly.
Otočit příliv
Jak se vědci snaží shromáždit více údajů a spojit globální klimatické modely, které zahrnují přesné znázornění rašeliny, probíhá úsilí o omezení míry ničení rašeliny v jihovýchodní Asii.
Cílem indonéské Agentury pro obnovu rašeliniště, která byla sestavena na začátku roku 2016, je snaha o obnovení 4, 9 milionu akrů degradované rašeliniště během následujících pěti let regulováním jejího využívání. Agentura bude katalogizovat kanály, které již byly vykopány přes rašeliniště, zprostředkovat práva na využívání lesů a zvýšit povědomí místních obyvatel o výhodách zachování rašelinových močálů. Norská vláda a Agentura Spojených států pro mezinárodní rozvoj (USAID) zavázaly k úsilí Indonésie celkem 114 milionů dolarů.
Indonéský prezident Joko Widodo také vydal dekret na konci loňského roku, kterým zakazuje zúčtování všech nových rašelinišť, i když místní omezení již byla zavedena. Silvius z Wetlands International je skeptický, že zákaz bude fungovat, zejména proto, že si Indonésie stanovila cíl zdvojnásobit produkci palmového oleje do roku 2020. Přestože jsou to zemědělská oblast poslední instance, rašelinářské lesy jsou jedinou z zbývajících pozemků k dispozici pro zemědělství.
A s rozšířenou chudobou v oblasti Smithsonianova Dommain dodává, že očekávání, že se tento region vzdá lukrativních zisků z palmového oleje, se podobá požadavku Saúdské Arábie, aby zastavila čerpání ropy.
"Lidské činy se řídí krátkodobými zisky a nikoli tím, co se děje za 10, 50 nebo dokonce 100 let, " poznamenává Dommain. "Je těžké pochopit, že v tomto ekonomickém zaměření dojde k masivní změně."
Nicméně, protože rašeliniště s nízkou hladinou, které obejmou malajské a indonéské pobřeží, jsou vyčerpány, aby uvolnily podmínky pro plantáže, nakonec se ponoří pod hladinu moře. To by je mohlo trvale zaplavit, což by učinilo půdu nevhodnou pro jakékoli zemědělství.
Existují způsoby, jak zachovat tato stanoviště a zároveň je využít k pěstování plodin. Pomeranče, ratan, čajový strom a sága jsou příklady asi 200 plodin, které lze pěstovat v rašelinném bažině. Některé společnosti se snaží vyvinout různé matice ořechů, od bažinaté Shorea stenoptera, se zlepšenými výtěžky. Používá se jako náhražka kakaového másla v čokoládě nebo v krémech na kůži a vlasy. Může illipe jednoho dne pomoci v programech na „navlhčení“ vysušených a degradovaných rašelinových bažin.
"Indonéská vláda nyní vidí, že vyčerpaný systém využití rašeliny vyžaduje problémy, " říká Silvius. "Budou to muset dobrovolně vyřadit z provozu, nebo to bude přirozeně vyřazeno, až bude všechno ztraceno."
