Ad ogni passo che faceva, gli stivali di Jon Nichols si schiacciavano per terra sotto di lui. Ha registrato i suoi dintorni con un video granulare sul cellulare e, nonostante l'umida, grigia giornata, le Chugach Mountains dell'Alaska hanno ancora fornito uno scenario straordinario agli alti abeti rossi e alla bassa macchia ai suoi piedi. Lui e due colleghi si fecero strada lungo i bordi di Corser Bog, una zona umida di terra a 10 miglia a est di Cordova, in Alaska, un punto solitario sulla mappa non lontano da dove la petroliera Exxon-Valdez si incagliò nel 1989.
"Su arranciamo", ha detto Nichols, "attraverso il meandro del muskeg."
Muskeg è un altro nome per le torbiere che studia e Nichols stava frugando nel letame quel giorno nel 2010 alla ricerca di campioni fondamentali per scoprire come si formava la palude di 12.000 anni. Come paleoecologo e ricercatore di torba presso l'Osservatorio della Terra Lamont-Doherty della Columbia University, Nichols lavora ancora per capire come è nata la torba e come potrebbe formarsi o decadere in futuro.
Secondo solo agli oceani per la quantità di carbonio atmosferico che immagazzinano, le torbiere sono parte integrante del ciclo del carbonio terrestre. La maggior parte della torba ha iniziato a formarsi dopo l'ultima era glaciale, circa 12.000 anni fa, e per millenni sono stati importanti serbatoi di carbonio. Ora, però, con un pianeta in fase di riscaldamento e nuovi schemi meteorologici, il futuro delle torbiere è stato messo in discussione, inclusa la velocità con cui potrebbero iniziare a rilasciare tutto il carbonio immagazzinato sotto forma di anidride carbonica.
Circa il tre percento della superficie terrestre del pianeta è destinato alle torbiere, secondo le stime attuali. Tuttavia, nonostante l'importanza della torba nel ciclo del carbonio terrestre, gli scienziati stanno ancora compilando i dettagli di base su questi habitat, incluso dove si trovano, quanto in profondità vanno e quanto carbonio contengono.
I più grandi tratti di torba esistono in luoghi freddi e perennemente umidi come l'Alaska, l'Europa settentrionale e la Siberia. Ma depositi sostanziali sono stati trovati anche in Africa meridionale, Argentina, Brasile e Sud-est asiatico. Fino all'inizio del XX secolo, gli scienziati pensavano che i tropici fossero troppo caldi - e il materiale vegetale caduto consumato troppo rapidamente da insetti e microbi - per ospitare le torbiere.
Gli scienziati continuano a trovarli, però. I ricercatori hanno scoperto una palude di torba delle dimensioni dell'Inghilterra nel bacino del fiume Congo nel 2014. E un altro studio del 2014 ha descritto una torba di 13.500 miglia quadrate su uno degli affluenti del Rio delle Amazzoni in Perù che detiene circa 3, 4 miliardi di tonnellate di carbonio.
Le torbiere, un altro termine per le torbiere, sono umide, altamente acide e quasi prive di ossigeno. Queste condizioni indicano che la decomposizione rallenta fino a gattonare. I resti vegetali, animali e umani che cadono nelle torbiere possono essere conservati perfettamente per centinaia, se non migliaia, di anni. Il carbonio contenuto in questi organismi un tempo viventi viene intrappolato, lentamente seppellito e sequestrato lontano dall'atmosfera per millenni.
Ma cosa accadrebbe se queste riserve di carbonio venissero cancellate? È un puzzle urgente che gli scienziati devono ora affrontare anche se stanno appena iniziando a rispondere a domande sull'abbondanza e la distribuzione della torba.
"Sono aree chiave per lo stoccaggio del carbonio", afferma Marcel Silvius, uno specialista dell'uso del suolo intelligente dal punto di vista climatico con Wetlands International. "Se li trattiamo male, li dreniamo e li scaviamo, diventano i principali camini a carbone".
Ticchettio bombe a tempo?
In Alaska, oltre che nella maggior parte delle latitudini settentrionali, lo scioglimento del permafrost e lo spostamento dei modelli di pioggia minacciano le torbiere. Ma ai tropici, è già in corso un diverso tipo di esperimento in rapida evoluzione (e non intenzionale).
Se tutto il carbonio nelle torbiere del mondo dovesse vaporizzare improvvisamente, circa 550-650 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ritornerebbero nell'atmosfera, circa il doppio del volume aggiunto dall'inizio della rivoluzione industriale. Dato che le torbiere contengono dal 15 al 30 percento delle riserve di carbonio del mondo, il loro potenziale per riscaldare improvvisamente il globo non può essere minimizzato.
"A causa del loro costante assorbimento di anidride carbonica, [le torbiere stanno effettivamente raffreddando il clima", afferma René Dommain, un esperto di torba tropicale con il Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian. Se le torbiere smettessero di immagazzinare anidride carbonica, non si può dire quali sarebbero gli impatti ambientali a lungo termine.
La distruzione totale e simultanea delle torbiere del mondo è improbabile. Ma il 14 percento dello stock di carbonio di torba del mondo - circa 71 miliardi di tonnellate di carbonio - immagazzinato nelle torbiere tropicali del sud-est asiatico si trova sospeso su un precipizio.
In Malesia e Indonesia, esistono depositi di torba sotto foreste di pianura fitte e boschive che sono state costantemente bonificate e drenate negli ultimi decenni per l'agricoltura. Quando gli alberi vengono rimossi e le torbiere si seccano, i depositi iniziano a rilasciare carbonio in un paio di modi diversi.
Quando la torba viene esposta all'aria, inizia a decomporsi, rilasciando anidride carbonica nell'atmosfera. La torba può anche lavarsi via lungo i canali artificiali che drenano l'acqua, portando le sue riserve di carbonio a valle. Anche la torba secca si accende facilmente, bruciando spesso in modo incontrollabile o fumando in profondità negli strati di un deposito come un fuoco di carbone. Questi incendi ricorrenti pompano cenere e altri particolati nell'aria, creando problemi di salute pubblica come problemi respiratori e stimolando evacuazioni nelle aree in cui si verificano.
A partire dal 2010, il 20 percento delle foreste di palude di torba sulla penisola malese e le isole di Sumatra e Borneo sono state bonificate per le piantagioni di palma da olio africana o per coltivare acacia (che viene utilizzata per produrre pasta di legno per carta e altri prodotti in legno). della Papua Nuova Guinea, che contiene da 12 a 14 milioni di acri di torbiere incontaminate, nell'arcipelago indonesiano rimangono solo 12 milioni di acri di torbiere.
Al ritmo attuale di distruzione, le restanti foreste al di fuori del Brunei, dove le foreste sono ben conservate, saranno completamente sradicate entro il 2030, afferma Dommain.
In condizioni ideali, dice, le torbiere tropicali intatte possono immagazzinare fino a una tonnellata di anidride carbonica per acro all'anno. Ma a causa delle pratiche agricole distruttive e delle nuove fluttuazioni dei modelli meteorologici, le torbiere del sud-est asiatico perdono ogni anno da 22 a 31 tonnellate di anidride carbonica per acro. È più di 20 volte ciò che queste aree assorbono ogni anno.
Negli ultimi due decenni, le emissioni di anidride carbonica da foreste di paludi di torba prosciugate e degradate in Malesia e Indonesia sono più che raddoppiate, passando da 240 milioni di tonnellate nel 1990 a 570 milioni di tonnellate nel 2010, dice Dommain. Ha in programma di pubblicare questa analisi in un libro entro la fine dell'anno.
Individuazione delle cache nascoste
Gran parte dell'incertezza nella ricerca sulla torba deriva dal fatto che gli scienziati non conoscono l'intera estensione delle riserve di torba del pianeta. Le torbiere sono relativamente piccole, ampiamente disperse e difficili da trovare. Quindi, per la maggior parte dell'inizio del XX secolo, gran parte di ciò che si sapeva sulle riserve di torba in tutto il mondo proveniva dalle osservazioni scritte di esploratori naturalisti che attraversarono aree remote descrivendo nuovi paesaggi e scoprendo specie sconosciute.
Da allora, nuove immagini e analisi satellitari, dati sull'acqua di superficie stagnante, riesame di vecchie mappe e più spedizioni scientifiche hanno colmato molte lacune nella nostra conoscenza di dove esistano le torbiere. Ma c'è ancora molto da imparare.
Sulla base di un mosaico di dati raccolti da molte fonti diverse, gli scienziati pensano di avere buone stime di quanta torba ci sia, afferma la Columbia Nichols. Ma molte delle nostre conoscenze sulla posizione delle torbiere si basano sull'estrapolazione, spiega, e solo un numero limitato di tali stime è stato verificato da valutazioni basate sul terreno.
"Quanta torba c'è è una grande domanda che stiamo ancora cercando di capire", afferma Nichols.
Parte del problema è la geografia. I negozi di torba tendono ad essere posti ostili e remoti. La Corser Bog dell'Alaska, ad esempio, è accessibile solo in aereo o in barca. Alle latitudini settentrionali, gli umani semplicemente non si sono avventurati in nessun numero nelle aree in cui si forma la torba. E ai tropici, sebbene ci siano molte persone, hanno storicamente evitato le paludi di torba. Queste aree sono povere di nutrienti e inadatte all'agricoltura.
Un altro problema è che sebbene i confini della superficie di una torba tendano ad essere ben definiti, spesso la sua profondità non lo è. I satelliti e i radar penetranti nel terreno possono vedere solo così in basso: alcune torbiere in Irlanda e Germania sono note per essere profonde 50 piedi, ben oltre la capacità dei satelliti vaganti di misurare. Quindi prendere i core rimane il modo migliore per determinare la profondità di una torbiera.
Per gli scienziati che studiano le torbiere, non è così semplice come sembra. Devono trasportare ogni giorno tutto il loro equipaggiamento per prelevare campioni e misurazioni da un bivacco secco e distante. Ma una volta che i ricercatori sono sul posto, non possono rimanere fermi per troppo tempo, altrimenti iniziano a sprofondare.
"Se prendi un nucleo di torba e lo asciughi, il 90 percento del campione è costituito da acqua", afferma Dommain. "Camminare su una torba è il più vicino possibile a Gesù, perché essenzialmente stai camminando sull'acqua."
Foresta di paludi di torba di Mentangai, Kalimantan centrale (Foto di Marcel Silvius, Wetlands International) 
Una sezione di palude di torba degradata e bruciata nel centro di Kalimantan funge da area pilota di paludicoltura nell'aprile 2009. (Foto di Marcel Silvius, Wetlands International) 
Una foresta di palude di torba brucia a Palangka Raya, nel Borneo, a settembre 2015. (Foto di Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (a sinistra) e il ricercatore post dottorato Chris Moy effettuano misurazioni di profondità a Corser Bog in Alaska. Durante la ricerca di possibili siti di carotaggio della torba, i ricercatori eseguono misure preliminari di profondità immergendo un'asta di metallo nella palude. (Foto per gentile concessione di Jon Nichols) 
I ricercatori estrudono con cura un campione di core di torba fresca nelle torbiere Belait del Brunei, che è profondo quasi 15 piedi e 2.800 anni. 
Una scansione di un nucleo di torba mostra come il materiale vegetale morto diventa densamente compattato nel corso delle molte migliaia di anni durante i quali si accumula. (Foto per gentile concessione di Jon Nichols) Schizzo di nuove viste
Sul campo, il processo di determinazione dell'estensione fisica delle riserve di carbonio delle torbiere è un processo lento e spesso frustrante. Nelle foreste tropicali di torba - dove gli strati comprendono interi alberi, radici e altro materiale legnoso - anche i dispositivi dentellati specializzati utilizzati per estrarre campioni di base per lo studio a volte non riescono a penetrare molto lontano. In una buona giornata, i ricercatori potrebbero essere in grado di estrarre un singolo campione utilizzabile.
Misurare il tasso di scambio o flusso di gas tra le torbiere e l'atmosfera è un'altra tecnica che gli scienziati usano per studiare come si comportano queste aree.
Alex Cobb, ricercatore presso l'Alleanza per la ricerca e la tecnologia (SMART) di Singapore-MIT, utilizza una varietà di tecniche per misurare il flusso di carbonio proveniente da paludi di torba sia disturbate che incontaminate sull'isola del Borneo. Da diverse torri di impalcature, una delle quali si erge a 213 piedi sopra il suolo della foresta per liberare il baldacchino dell'albero Shorea albida, gli strumenti misurano la velocità del vento, la temperatura e il tasso di scambio di anidride carbonica, metano e protossido di azoto tra l'atmosfera e l'ecosistema sottostante . Cobb e i suoi colleghi sperano che il loro monitoraggio consentirà loro di comprendere meglio in che modo i cambiamenti nel sistema idrico influenzano le foreste di torba e come il ciclismo del carbonio cambi di conseguenza.
"Una cosa che è difficile è che molto carbonio viene trasportato [dalle torbiere] nelle acque sotterranee", spiega Cobb. La materia organica nell'acqua trasforma il liquido nel colore del tè forte, da dove provengono i fiumi di acque nere, dice. "Quell'acqua può rappresentare dal 10 al 20 percento del flusso totale di carbonio proveniente da una torba degradata."
Una piena comprensione dell'entità dei depositi di carbonio di torba e di come si comportano le paludi rimane fuori portata. Pertanto, la capacità di prevedere il loro comportamento, nonché il modo in cui i loro contributi al ciclo globale del carbonio potrebbero rientrare in un modello climatico più ampio, rimane un obiettivo sfuggente.
Predire il futuro della torba
Mentre il clima si riscalda, le torbiere potrebbero andare in due modi se lasciate a se stesse. L'ampliamento delle gamme delle piante potrebbe aumentare l'accumulo di torba, preservando queste aree come pozzi di carbonio. Oppure, il riscaldamento provoca fluttuazioni delle precipitazioni che causano il degrado delle torbiere in fonti di carbonio. Non tutte le torbiere risponderanno al riscaldamento allo stesso modo, quindi i ricercatori hanno bisogno di modelli di computer per aiutare a esaminare tutte le possibilità.
La modellizzazione consente agli scienziati di approssimare le funzioni delle torbiere in aree in cui non sono mai state effettuate misurazioni sul campo. La simulazione accurata del comportamento delle torbiere consentirebbe ai ricercatori di stimare i flussi di carbonio e di gas serra senza dedicarsi allo sforzo gigantesco di visitare ogni singolo deposito di torba nel campo.
Ma i ricercatori hanno bisogno di dati per costruire modelli precisi e i dati raccolti finora non sono abbastanza completi da poter essere utilizzati in simulazioni su larga scala. "I dati senza modelli sono il caos, ma i modelli senza dati sono una fantasia", afferma Steve Frolking, un biogeochimico dell'Università del New Hampshire che sviluppa modelli di computer per il modo in cui le riserve di torba reagiscono alle interruzioni naturali e umane.
I modelli climatici osservano piccoli pezzi di area alla volta; le celle della griglia di un modello ad alta risoluzione hanno una dimensione di circa 62 miglia quadrate. Ma questa è ancora un'area troppo grande per studiare accuratamente il comportamento delle torbiere.
Un altro problema è che ogni torbiera ha caratteristiche distintive del flusso d'acqua che dipendono fortemente da fattori localizzati come la topografia e la vegetazione. Come piccole farfalle molliccie, ogni palude di torba è speciale e la creazione di un modello computerizzato che rappresenta il loro comportamento da un'infarinatura di osservazioni sul terreno porta a enormi discrepanze quando applicate su scala globale.
"La loro posizione o il modo in cui interagiscono tra loro non fa parte dei dettagli di questi modelli", afferma Frolking. “E per la torba, ciò ha un grande impatto sulla sua idrologia. Quando operi su una scala di 100 chilometri e stai cercando di modellare la falda freatica in pochi centimetri, diventa davvero, davvero difficile. ”
Il terzo problema è il tempo. Le torbiere si sviluppano nel corso di millenni, mentre la maggior parte dei modelli climatici opera nell'ordine dei secoli, afferma Thomas Kleinen, un modellatore globale di cicli del carbonio presso il Max Planck Institute for Meteorology. Ciò rende molto difficile dedurre le condizioni per lo sviluppo di una torba in futuro.
Per essere davvero in grado di integrare le torbiere nei modelli globali di carbonio e clima, sono necessarie mappe più complete, così come più dati sui tipi di piante all'interno di ciascuna torba, dove e come si accumula l'acqua e la profondità dei depositi.
I dati satellitari sono utili, così come le mappe realizzate con i dati raccolti da veicoli aerei senza pilota, ma ognuno ha i suoi limiti. I satelliti non possono penetrare molto oltre la fitta vegetazione della giungla o nel terreno. E mentre piccoli paesi come il Brunei hanno mappato tutte le loro foreste di paludi di torba con LiDAR, un sistema laser montato su aeromobili che può creare mappe topografiche o di vegetazione dettagliate, tra le altre cose, è improbabile che nazioni tentacolari come l'Indonesia seguano l'esempio.
Tornare indietro alla marea
Mentre gli scienziati si affrettano a raccogliere più dati e mettere insieme i modelli climatici globali che includono rappresentazioni accurate della torba, gli sforzi sono in corso per ridurre il tasso di distruzione della torba del Sud-est asiatico.
L'agenzia indonesiana di restauro delle torbiere, riunita all'inizio del 2016, mira a ripristinare 4, 9 milioni di acri di torba degradata nei prossimi cinque anni regolandone l'utilizzo. L'agenzia catalogherà i canali che sono già stati scavati nelle torbiere, mediando i diritti di utilizzo delle foreste e sensibilizzando i residenti locali sui vantaggi della conservazione delle paludi di torba. Il governo norvegese e l'Agenzia per lo sviluppo internazionale (USAID) degli Stati Uniti hanno impegnato un totale di $ 114 milioni per gli sforzi dell'Indonesia.
Lo scorso anno anche il presidente indonesiano Joko Widodo ha emesso un decreto che vietava la pulizia di nuove torbiere, anche se le restrizioni locali erano già in atto. Silvius, della Wetlands International, è scettico sul fatto che il divieto funzionerà, soprattutto dal momento che l'Indonesia ha fissato l'obiettivo di raddoppiare la sua produzione di olio di palma entro il 2020. Sebbene siano un'area agricola di ultima istanza, le foreste di torbiere sono alcune delle uniche terre rimaste disponibile per l'agricoltura.
E con la diffusa povertà nella zona, Dommain di Smithsonian aggiunge che l'aspettarsi che la regione rinuncia ai profitti redditizi dell'olio di palma è come chiedere all'Arabia Saudita di smettere di pompare petrolio.
"Le azioni umane sono regolate da profitti a breve termine e non da ciò che sta accadendo in 10, 50 o anche 100 anni", osserva Dommain. "È difficile vedere che ci sarà un grande cambiamento in questo focus economico".
Tuttavia, man mano che le torbiere poco profonde che abbracciano le coste malesi e indonesiane vengono prosciugate per far posto alle piantagioni, alla fine affonderanno sotto il livello del mare. Ciò potrebbe inondarli permanentemente, rendendo la terra inadatta a qualsiasi agricoltura.
Esistono modi per preservare questi habitat, ma anche utilizzarli per coltivare colture. Arance, rattan, tea tree e sago palm sono esempi di circa 200 colture che possono essere coltivate all'interno di una palude di torba. Alcune aziende stanno cercando di sviluppare una varietà di dado illipe, dagli stenotteri Shorea amanti delle paludi, con rese migliori. Utilizzato come sostituto del burro di cacao nel cioccolato o nelle creme per la pelle e per i capelli, illipe può un giorno aiutare negli schemi per "ri-bagnare" le paludi di torba drenate e degradate.
"Il governo indonesiano ora vede che un sistema di sfruttamento della terra torba prosciugato chiede problemi", afferma Silvius. "Dovranno eliminarlo volontariamente, o sarà gradualmente eliminato dalla natura quando tutto andrà perduto."
