Inferno i regnskoven

Brande i det brasilianske Amazonas har nået niveauet af en international krise. Siden starten af ​​året, NASA-satellitter har opdaget mere end 100, 000 skudpunkter der. Selvom udbredt slash-and-burn-landbrug i regionen betyder, at noget jord bliver svedet hvert år, omfanget af dette års brande er usædvanligt, på grund af en kombination af tørke og menneskelig aktivitet, og det har tiltrukket sig opmærksomhed fra hele verden.

De fleste mennesker er bekendt med Amazonas som hjemsted for utallige plante- og dyrearter. Dobbelt så stor som Indien, regnskoven er hjemsted for anslået 10% af verdens biodiversitet. Brandene kan udløse en lang række andre vidtrækkende effekter, herunder indvirkning på menneskers sundhed og klimaet.

For at få indsigt i nogle af disse mindre forståede muligheder, og grave i videnskaben om, hvordan ild kan transformere miljøer, Penn Today talte med forskerne Reto Gieré og Alain Plante i Penns Department of Earth and Environmental Science, der tilbød ekspertise om luftforurening, kulstof cykling, jordegenskaber, landbrug, og økologi.

Amazonas er ikke verdens eneste økologiske hotspot i brand

De brasilianske Amazon-brande har tiltrukket sig global opmærksomhed, herunder et løfte om at hjælpe med at bekæmpe dem fra G7-landene, men ødelæggende brande påvirker også dele af Afrika og Sydøstasien, Gieré bemærker.

"NASA har imponerende satellitbilleder, der viser disse brandbælter på tværs af det afrikanske kontinent, " siger han. "Du kan se dem fra rummet hvert år."

Lignende billeder afslører store områder af Indonesien og Malaysia i brand. Som i Amazonas, at afbrænding er drevet af et ønske om at rydde jord til landbrugspraksis, især til palmeolieplantager, der er udbredt i Sydøstasien.

Ild er et naturligt træk ved den afrikanske savanne, som det er i områder med middelhavsklima, herunder dele af Californien og i boreale skovsystemer som Alaska og dele af det nordlige Canada. Disse økosystemer kan komme relativt hurtigt tilbage fra en forbrænding. Men Gieré understreger, at mange af brandene der stammer fra eller forværres af menneskelig aktivitet, forstærker rækkevidden og virkningen.

Giftige dampe fra brandene udgør en trussel mod menneskers sundhed

Alle ukontrollerede brande producerer røg og kan frigive dampe, der er skadelige at indånde. Men dem, der forekommer i Amazonas, kan være af særlig bekymring på grund af det, der giver næring til flammerne. Ifølge Gieré, ude af kontrol forbrændinger, der opsluger træer med et relativt højt fugtindhold, som det er typisk for regnskovsvegetation, kan føre til det, der er kendt som ufuldstændig forbrænding.

"Eksempler på forbindelser, der produceres, når planter brændes, omfatter giftige flygtige organiske arter, carbonmonoxid, og polycykliske aromatiske carbonhydrider, eller PAH'er, " siger Gieré. "Isærligt, jo højere fugtindhold i træet, jo flere PAH'er vil ende i atmosfæren, og mange af disse er kræftfremkaldende. Så højere fugt kan føre til mere giftige emissioner."

Et stort geografisk område vil mærke virkningerne

"Meget ofte binder toksinerne sig til faste partikler som sod eller mineralpartikler, " siger Gieré. "Afhængigt af de meteorologiske forhold, disse partikler kan blæses tusindvis af miles." Fotos fra Sao Paolo, Brasilien - hundreder af miles fra brandene - har vist, hvordan røg gjorde daghimlen som nat.

Ud over, ved at skabe en røget dis, brande reducerer mængden af ​​solstråling, der kan trænge ned til jorden. Mens solens stråler preller af røgen, de øger varmen i atmosfæren og hæmmer produktiviteten af ​​naturlige jorder såvel som landbrugsjorder.

"Dette har langsigtede virkninger og langsigtede virkninger, " siger Gieré.

Skovødelæggelse i Amazonas har konsekvenser for klimaændringer

Amazonas regnskoven er en enorm "vask" for kulstof. Dens tårnhøje træer holder fast i et stort reservat, der ellers kunne fremskynde klimaændringerne. under jorden, imidlertid, Amazonas er et meget mindre frugtbart sted end tilsvarende jord i tempererede eller boreale skove. Nedbrydningen sker så hurtigt i troperne, at få næringsstoffer og lidt kulstof vinder op i jorden.

Det er derfor, bønderne fælder og derefter brænder skovpletter af; ildene indfører de næringsstoffer, som træerne havde holdt fast i jorden. Men den tilstrømning af fertilitet er midlertidig.

"På grund af denne mangel på naturlig frugtbarhed i jorden, et par år efter afbrænding af jorden er frugtbarheden udtømt, så landmænd går videre og brænder det næste sted, " siger Plante. "Det er en af ​​de faktorer, der bidrager til skovrydning i Amazonas."

Det betyder også, at en brand i regnskoven kan få økosystemet til at frigive det meste af sit kulstof i ét hug.

"Det du laver er i bund og grund at bøvse en masse kuldioxid ud, " siger Plante. "Og du mangler nu skoven, der plejede at suge mere kuldioxid ud af atmosfæren i sin normale fotosynteseproces. På lang sigt, hvis skoven kommer sig, kuldioxiden vil blive genfanget af træer. Men det kan tage generationer, især med brande i denne skala."

Jorderosion kan være en af ​​de næste store bekymringer

Når ilden er kommet igennem, jorden er sårbar. "Du tager i bund og grund et tæppe fra jorden, siger Plante. Når træerne er væk, tæppet fjernes effektivt, at udsætte regnskovens jorder for elementerne. En kraftig regnbyge kan forårsage massiv erosion.

"Sedimenter kan trænge ind i vandløb og floder, ændring af vandets turbiditet, " siger Gieré. "Denne ændring påvirker flodernes økosystem og alle dyr og planter, der lever der, sandsynligvis med langsigtede effekter."