Сложная проблема «зомби-пожаров»

По мере потепления климата и высыхания почв подземные пожары становятся все более серьезной проблемой для окружающей среды и здоровья населения.

В Канаде бушует сезон лесных пожаров: в этом году уже выгорело около 14 миллионов акров земли, что ухудшило качество воздуха в таких городах, как Монреаль, Детройт и Филадельфия. Хотя пожары являются естественной частью экосистемы бореальных лесов, повышение глобальной температуры из-за изменения климата создает условия, которые усиливают эти пожары.

В настоящее время ученые исследуют возможную связь между изменением климата и особо опасным видом лесных пожаров. Это так называемые «зомби-пожары», которые могут пережить зимние месяцы, тлея под землей.

Патрик Лушуарн — профессор наук о Земле в Университете штата Огайо. Это интервью было сокращено и отредактировано для большей ясности.

СТИВ КЕРВУД: Что такое «зомби-пожары»? Чем они отличаются от лесных пожаров, о которых большинство людей слышат в новостях?

ПАТРИК ЛУШУАРН: «Зомби-пожары» — это пожары, которые продолжаются и горят в течение длительного времени. Некоторые из этих пожаров могут даже проникнуть в почву. А когда в почве много органических веществ, и почва достаточно сухая, особенно высушенный торф, он может загореться. Когда они начинают гореть, они могут гореть очень долго и очень медленно. Мы называем их «зомби», потому что эти пожары продолжают гореть зимой и вновь возникают весной. В конце концов, когда топливо заканчивается, они угасают, существуют в течение длительного времени — гораздо дольше, чем то, что мы называем пожарами надземной растительности.

КЕРВУД: Насколько эти «зомби-пожары» продлевают пожарный сезон в Канаде? Означает ли это, что мы видим пожары раньше, чем мы могли бы увидеть лесные пожары, и могут ли они длиться дольше, чем в обычных условиях?

ЛУШУАРН: Когда они происходят, то да, потому что некоторые из них могут гореть годами и фактически существовать и переживать зиму. Когда наступает весна, а затем лето, и становится снова теплее и суше, эти подземные пожары могут фактически способствовать сжиганию растительности на поверхности.

КЕРВУД: И о каких местах на планете мы говорим? Я упомянул Канаду. Но где еще наблюдается явление «зомби-пожаров»?

Патрик Лушуарн — профессор наук о Земле в Университете штата Огайо. Источник: предоставлено Патриком Лушуарном

ЛУШУАРН: Вокруг всего Северного полярного круга. Конечно, в Сибири, которая занимает огромную территорию на севере Европы, во всех северных европейских странах Скандинавии, Аляске и Канаде. Весь Северный полярный круг — это очень обширная территория. Конечно, Арктика — это океан, но он окружен огромным количеством суши, в почве которой содержится гораздо больше органического вещества, чем в атмосфере. В настоящее время в почвах содержится огромное количество веществ и органического углерода. Большая часть его заморожена, но из-за нарушения температурного режима и климатических условий в этих регионах часть углерода начинает высыхать, таять и попадать в реки, а часть сгорает.

КЕРВУД: Каковы могут быть последствия этих подземных пожаров, которые могут гореть и гореть без остановки?

ЛУШУАРН: Конечно, гораздо более быстрое возвращение в атмосферу углерода, который долгое время был связан. По сути, это немного похоже на сжигание ископаемого топлива. Это органическое вещество, которое в настоящее время уловлено и не может вернуться в углеродный цикл Земли. Если оно возвращается в атмосферу, оно влияет на радиационный баланс Земли. Больше CO2 создает больше парникового эффекта. Это одно из последствий.

Второе последствие, конечно, это частицы. Эти пожары гораздо менее эффективны, чем поверхностные пожары, потому что в них очень низкая концентрация кислорода, поэтому горение происходит при более низкой температуре. При сгорании выделяется много CO2, но не только CO2, а также много частиц и других газов. Большее количество частиц, как правило, переносится на большие расстояния, особенно потому, что это микрочастицы, из-за ветровых потоков.

Мы будем наблюдать все большее ухудшение качества воздуха, загрязнение и перенос загрязняющих веществ в районах с высокой плотностью населения, потому что в северном полушарии, как правило, расположены очень крупные города, которые будут затронуты переносом твердых органических частиц.

КЕРВУД: Вы говорите о проблемах общественного здравоохранения.

ЛУШУАРН: Абсолютно верно. Не так давно я читал лекцию, в которой, по сути, сказал, что лесные пожары больше не являются локальной проблемой. В лучшем случае, это региональные или межрегиональные проблемы. Они могут стать проблемами всего полушария, если каждое лето будут гореть очень большие территории северного полушария и выделять частицы.

Мы видели это в 2023 году. Огромное количество этих частиц достигло центральной части северных штатов США и Канады и дошло до восточного побережья. Я был на конференции в Филадельфии, и это было интересно, потому что нас попросили не выходить из отеля — это было похоже на мой худший кошмар. Я занимаюсь изучением этого явления, и вдруг понял: «О боже, я думал, что до этого осталось еще несколько десятилетий, а мы даже видели это немного раньше в этом году в центральных штатах США».

Это будет все больше и больше влиять на здоровье, особенно пожилых людей, молодежи, людей с проблемами, например, с заболеваниями дыхательных путей. Мы будем наблюдать все больше и больше таких последствий на региональном и межрегиональном уровнях.

«Лесные пожары больше не являются локальной проблемой».

КЕРВУД: Почему пожарным и спасателям сложнее потушить эти «зомби-пожары»? В чем заключается физика этого явления?

ЛУЧУАРН: Во-первых, это удаленность. Нужно добраться до этих пожаров. Не забывайте, что северные регионы Северного полушария малонаселены. Просто добраться до некоторых из этих мест очень сложно, а тем более оказать поддержку пожарным, которые находятся там.

Во-вторых, с физической точки зрения, если пожары происходят под землей, очень трудно определить их местонахождение. Можно увидеть дым, но это не то же самое, что поверхностные пожары, где видны пламя, растительность, горящие дома, которые можно потушить. Эти пожары очень трудно потушить; они тлеют, поэтому на их тушение требуется гораздо больше усилий.

И последний момент: это опасно, потому что приходится находиться на горящей почве, которая может быть нестабильной. Даже подъем техники может быть опасен, потому что почва может обрушиться. Существует много физических ограничений, которые создают реальные трудности при тушении таких пожаров.

КЕРВУД: Какая связь между изменением климата и этим явлением, возможно, более частыми «зомби-пожарами»? Есть ли такая связь?

ЛУШУАРН: Я очень ценю, что вы используете слово «климатические изменения», потому что я считаю, что это важное замечание… изменения могут происходить очень быстро, особенно в Северном полушарии, где это действительно важно. Арктический регион Земли в Северном полушарии меняется и меняется с гораздо большей скоростью с точки зрения температуры, чем другие части Земли.

Это привело к множеству различных изменений. Некоторые из них приводят к увеличению числа штормов, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа пожаров. Происходят изменения в гидрологических циклах, усиливается высыхание растительности. И это та часть, которая фактически связана с вашим вопросом: более сильное высыхание поверхностных почв, более интенсивное таяние вечной мерзлоты, очень глубоких органических почв. Конечно, как следует из названия, они заморожены, но когда они фактически высыхают и тают, вода может просачиваться, и почва может высыхать, особенно в более жарких условиях. Это становится очень доступным топливом, которое может начать гореть в условиях тления.

Чем больше мы видим изменений в верхних широтах Земли, в районах, где в почвах содержится огромное количество органического вещества, тем больше вероятность того, что это вещество станет топливом для горения, особенно когда оно высохнет.

КЕРВУД: Что мы знаем о частоте этих пожаров и о текущей тенденции?

ЛУЧУАРН: Честно говоря, не много.

Мы знаем, что они существуют. У нас есть ряд примеров того, насколько обширными они могут быть. У нас нет возможности измерить тенденции.

Одним из способов измерения лесных пожаров является использование спутниковых и дистанционных изображений — существуют методы расчета количества пожаров, происходящих над землей, и определения их площади.

В случае наземных пожаров это очень сложно. В настоящее время ведутся исследования, в которых пытаются использовать спутниковые изображения для определения различий в температуре почвы или дымовых шлейфов с целью выявления потенциальных наземных пожаров. Но это очень сложная задача, которая пока не решена.

На данный момент мы не знаем, существует ли тенденция к увеличению масштабов и интенсивности этих подпочвенных пожаров. Мы можем говорить только о потенциальном увеличении как масштабов, так и интенсивности и частоты. Насколько мне известно, на данный момент у нас нет данных, подтверждающих, что это происходит.

Но я не удивлюсь, если в течение следующих 10, а уж точно 20 лет мы увидим больше таких явлений, и столбы дыма начнут достигать более низких широт из-за ветровых потоков, будь то на севере США, в Северной Европе или в России. Мы будем наблюдать все больше и больше таких явлений

КЕРВУД: Насколько вы обеспокоены этим явлением, вероятным увеличением числа так называемых «зомби»-пожаров, которые могут выделять такие токсичные уровни твердых частиц?

ЛУШУАРН: Я очень обеспокоен.

Я упомянул свой опыт в Филадельфии — там было невозможно выйти на улицу. Я считаю себя здоровым человеком. У меня нет никаких заболеваний дыхательных путей, но мне было очень трудно находиться на улице в течение длительного времени. Так что мы начнем видеть миллионы и миллионы людей, пострадавших от этих загрязнений, которые приводят к заболеваемости и смертности.

Меня беспокоит, что мы не понимаем, что увеличение числа лесных пожаров, будь то над землей или под землей, приводит к повышению уровня твердых частиц в атмосфере, что в свою очередь приводит к массовым нарушениям здоровья населения и сокращению продолжительности жизни.

КЕРВУД: Допустим, я чиновник в сфере здравоохранения в Филадельфии. Что я могу сделать, чтобы справиться с этими клубами дыма, особенно с содержащимися в них твердыми частицами, которые появляются из-за этих «зомби-пожаров», происходящих за сотни, а то и за тысячи километров от нас?

ЛУЧУАРН: Это очень хороший вопрос. Есть несколько вещей, которые мы можем сделать. Самое важное — это [предоставить] гражданам достоверную информацию о том, что это означает с точки зрения потенциального воздействия на людей, которые находятся в группе риска, и обеспечить доступную для всех четкую коммуникацию. Не все имеют доступ к информации, поэтому необходимо убедиться, что люди имеют возможность понять, что происходит, открыть убежища для защиты, обеспечить защиту качества воздуха с помощью фильтров.

Точно так же, как мы начинаем думать о приютах после ураганов или других видов опасностей, мы должны начать думать об этих явлениях как о очень крупномасштабных опасностях, которые затрагивают тысячи, если не миллионы людей.

Второй шаг, который начался в 2023 году, заключается в понимании того, что, хотя эти пожары происходят в отдаленных районах, мы потенциально обязаны бороться с ними и тушить их. Поэтому мы отправляем ресурсы, технику, пожарных, людей, которые помогают бороться с этими пожарами, и понимаем, что, поскольку это затрагивает наше население, мы можем быть частью решения, верно? Все чаще мы видим такие соглашения о поддержке пожарных, даже если они находятся в отдаленных регионах.

КЕРВУД: Вы ученый, а ученые, конечно, часто участвуют в дискуссиях по вопросам государственной политики. В данном случае, как ученый и как человек, что дает вам надежду, понимая, что происходит с этими «зомби-пожарами»?

ЛУШУАРН: Возможно, я предвзята в том смысле, что я всегда надеюсь и невероятно верю в творческий потенциал и возможности человека.

Одно из важных для нас, ученых, — это более четко сообщать: «Что мы наблюдаем? Что мы знаем? Что еще остается неизвестным?» Вот почему я сказала, что нужно быть очень осторожными, потому что есть вещи, о которых мы еще не знаем. Эти «зомби-пожары» существуют, но есть ли тенденция к их увеличению? Я не знаю.

Тогда что мы можем сделать? Какие меры по смягчению последствий мы можем принять? Возможно, мы не сможем избежать катастрофы, но мы можем смягчить ее последствия и устранить их.

Очень важно понимать, что существуют разные группы людей, которые по-разному страдают от этой проблемы, как с точки зрения здоровья, так и с точки зрения доступа к ресурсам и места проживания. Мы должны начать понимать, что несем ответственность перед всеми, и именно здесь я перестаю быть ученым и становлюсь человеком, пытающимся понять, как моя работа и мое понимание влияют на общественную среду и решения в области общественного здравоохранения?