В условиях глобального потепления Арктика становится ареной процессов, ранее невозможных в холодных экосистемах. Одним из самых загадочных и малоизвестных феноменов последних лет стали так называемые «зомби-пожары» – скрытые тлеющие возгорания, которые способны сохраняться под землёй всю зиму, а затем «воскрешаться» весной. Ещё недавно ученые считали их просто следствием глубоко прогорающих торфяников. Однако новые исследования 2024 года показали: в некоторых случаях такие пожары могут начинаться изнутри торфа без внешней искры – из-за микробной активности и накопления тепла. Этот эффект получил название микробное климатическое самовозгорание.
Торфяники Арктики – это древние слои органического вещества, накопленные за тысячи лет. Они содержат колоссальные запасы углерода и при нормальных условиях служат его хранилищем. Однако при ускоряющемся потеплении происходит быстрое высыхание поверхностных слоев и активизация микробов, разлагающих органику. В процессе их жизнедеятельности выделяется тепло.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society A (O’Sullivan et al., 2024), показало, что при слишком резком росте температуры микробное тепло может накапливаться быстрее, чем рассеивается, вызывая локальное перегревание и самоподдерживающееся тление. Один из авторов работы, Себастьян Вечорек (Sebastian Wieczorek), отмечает: «Мы считаем, что не столько абсолютная температура критична, сколько скорость её роста – именно она может запустить переход в состояние самоподдерживающегося тления». Иными словами, земля буквально начинает гореть изнутри, превращаясь в источник пожара даже без молнии, костра или искры.
Такие «воскресающие» пожары особенно опасны, потому что их невозможно обнаружить стандартными методами. Они тлеют глубоко под поверхностью, незаметны со спутников зимой и способны вызывать повторные вспышки весной, когда температура воздуха повышается. По словам Мэррит Турецки (Merritt Turetsky), директора Института арктических и альпийских исследований Университета Колорадо, «Арктика горит совершенно новым образом – раньше и дальше на север, в местах, которые считались слишком холодными и влажными для огня» (University of Colorado Boulder, 2020).
Главная угроза заключается в выбросах углерода. При длительном тлении торфа в атмосферу поступает не только углекислый газ, но и метан – гораздо более мощный парниковый газ. По оценкам исследователей Университета Стокгольма (McCarty et al., 2023), один гектар тлеющего торфяника может выбрасывать до 200 тонн CO₂-эквивалента за сезон. Таким образом, «зомби-пожары» превращают торфяники из поглотителей углерода в его мощнейшие источники, усиливая глобальное потепление.
Возникает опасная петля обратной связи: потепление приводит к высыханию и активизации микробов, это вызывает самовозгорание торфа и новые выбросы углерода, что, в свою очередь, вызывает ещё большее потепление. Этот эффект называют rate-induced tipping – «скоростным переходом», при котором не абсолютное потепление, а скорость изменения климата становится критическим фактором. Именно такие нелинейные процессы могут ускорить климатические изменения даже при относительно небольшом росте средней температуры.
Помимо выбросов углерода, подземное тление разрушает структуру торфяных экосистем. После прохождения «зомби-пожара» почва теряет влагу, разрушается моховой покров, нарушается водный баланс. На месте выгоревших торфяников формируются сухие участки, непригодные для типичных арктических растений. В долгосрочной перспективе это ведет к утрате биоразнообразия и деградации природных углеродных хранилищ.
Ученые предлагают несколько направлений противодействия. Прежде всего, необходимо развивать мониторинг и раннее выявление тлеющих зон с помощью тепловых спутников и датчиков в грунте. Важно восстанавливать гидрологию торфяников, повышая уровень грунтовых вод, что снижает риск самовозгорания. Следует совершенствовать климатические модели, учитывающие не только видимые пожары, но и скрытое микробное тление, а также усиливать международное сотрудничество, ведь подобные процессы происходят в Канаде, Сибири, на Аляске и в Скандинавии там, где климат меняется быстрее всего.
Феномен «зомби-пожаров» – яркий пример того, как природа реагирует на ускоряющееся изменение климата неожиданным образом. Это не просто редкий факт, а сигнал о глубинных процессах в экосистемах, которые мы пока не полностью понимаем. Микробное самовозгорание торфяников показывает, что климатическая система может становиться самоподдерживающейся, когда внутренние биологические и физические механизмы начинают работать против стабильности планеты. Изучение таких процессов необходимо не только ради науки, но и для сохранения будущего Арктики и всей климатической системы Земли.
Источники:
- O’Sullivan, M., et al. (2024). Rate-induced tipping in Arctic peatlands: Microbial heat generation and self-sustaining smouldering. Proceedings of the Royal Society A.
- Rein, G., et al. (2021). Smouldering megafires in peatlands and the Arctic: Climate feedbacks and detection challenges. Earth-Science Reviews.
- McCarty, J., et al. (2023). Arctic overwintering fires as emerging climate threats. Nature Geoscience.
- Wieczorek, S., O’Sullivan, M. (2022). Rate-Induced Tipping to Metastable Zombie Fires. arXiv.https://arxiv.org/abs/2210.02376
- University of Colorado Boulder (2020). Arctic burning a whole new way.https://www.colorado.edu/instaar/2020/09/28/arctic-burning-whole-new- way
- SIAM News (2024). Unprecedented rates of atmospheric warming trigger zombie fires.https://www.siam.org/publications/siam-news/articles/ unprecedented-rates-of-atmospheric-warming-trigger-zombie-fires
Автор: Юлия Комлева, факультет журналистики МГУ