Zombier brande i Arktis ulmer under jorden og nægter at dø – hvad forårsager dem?

Såkaldte "zombiebrande" i tørveområderne i Alaska, Canada og Sibirien forsvinder fra jordens overflade og ulmer under jorden i løbet af vinteren, før de kommer til live igen det følgende forår. Disse brande undrer videnskabsmænd, fordi de opstår i begyndelsen af ​​maj, langt forud for den sædvanlige brandsæson i det fjerne nord, og kan genoptages i en årrække.

De fleste videnskabsmænd mener, at zombiebrande er resterne af brande på overfladen, men vi har identificeret en alternativ årsag. Vores forskning tyder på, at hurtig atmosfærisk opvarmning over jorden kan forårsage, at tørvejord pludselig varmes op til ulmende temperaturer under jorden, alt sammen uden nogen gnist eller anden antændelse. Disse zombiebrande kan være et tilfælde af klimaforandringer drevet spontan forbrænding.

Rapporter om sådanne brande går tilbage til 1940'erne, hvor de var sjældne begivenheder. Hyppigheden og intensiteten af ​​disse brande er dog steget betydeligt i de sidste to årtier, hånd i hånd med accelereret opvarmning i Arktis, den hurtigst opvarmende region på planeten.

I starten af ​​2024 var mere end 100 zombiebrande aktive alene i den canadiske provins British Columbia. Zombiebrande er endda blevet registreret nær den koldeste landsby på jorden, Oymyakon i det nordøstlige Sibirien, hvor de blev overført gennem flere vintre og tegner sig for omkring 3,5 % af det afbrændte areal i den bredere region hvert år.

Mere kulstof er fanget i temperaturfølsomme arktiske tørvejorder, end der findes i hele atmosfæren, og disse brande frigiver gigatons af det i atmosfæren. Vi ville gerne vide, om pludselig opvarmning kunne være direkte ansvarlig.

To bemærkelsesværdige resultater

Vi udviklede en matematisk model til at udforske forskellige what-if-scenarier, herunder hvordan temperaturen og kulstofindholdet i tørvejord reagerer på ændringer i vejret og klimaet. Det er afgørende, at vores model fanger, hvordan visse mikrober genererer varme, mens de nedbryder jorden og frigiver dets kulstof til atmosfæren.

Vi opnåede to bemærkelsesværdige resultater:

Den første er, at disse mikrober kan generere så meget varme, at underjordisk tørv kan ulme ved omkring 80°C i løbet af vinteren, klar til at antændes om foråret. Og det kan ske, uden at der nogensinde har været en brand på det sted over jorden, og uden at vejret over jorden når op på den slags temperaturer, der normalt ville være nødvendige for at jorden kunne brænde.

Vi kalder denne nye tilstand den varme metastabile tilstand af tørvejord. I denne sammenhæng betyder "metastabil" en lang forbrænding – den varme tilstand varer i lang, men begrænset tid, op til ti år, indtil tørven brænder ud.

Vores anden nøglekonstatering er, at en pludselig overgang fra den almindelige kolde tilstand til den varme metastabile tilstand kan udløses af realistiske klimamønstre alene, herunder sommervarmebølger og scenarier for global opvarmning. Mest interessant er det, at stigningen i den atmosfæriske temperatur skal være hurtigere end en kritisk hastighed for at udløse overgangen. Hvis den atmosfæriske temperatur stiger med samme mængde, men med en langsommere hastighed, forbliver bioaktiv tørvejord i den almindelige kolde tilstand og går aldrig over til den varme metastabile tilstand.

Vi har stadig ikke beviser for, at dette sker i den virkelige verden, og det er ikke blevet demonstreret i et laboratorium - for nu er dette et fænomen, der kun ses i vores modeller. Men vi ved godt, at kompost (ligner meget tørv) kan gå i brand på samme måde. For eksempel var en stor brand i udkanten af ​​London under en hedebølge i 2022 sandsynligvis forårsaget af en bunke kompost, der spontant brændte.

Alt dette tyder på, at atmosfærisk temperatur faktisk ikke er den vigtigste kritiske faktor for zombiebrande. Det er snarere hastigheden af ​​atmosfærisk opvarmning, der udløser lange forbrændinger af underjordisk tørv. Kort sagt, det er ikke varmen, det er hastigheden.

Sådan bekæmpes zombier

I takt med at klimaet bliver varmere, bliver vejret mere ekstremt, og det er netop de forhold, der kan føre til flere og flere zombiebrande. Dette er bekymrende, da det kan sætte gang i en ond cirkel:De gigatons kulstof, der frigives fra gammel tørvejord til atmosfæren, vil sandsynligvis gøre de klimatiske ændringer endnu værre, hvilket betyder flere brande, så mere ekstremt vejr, og så videre.

Faktisk er zombiebrande et eksempel på et hastighedsinduceret vendepunkt, hvor et system ikke formår at tilpasse sig for hurtige ændringer i ydre forhold og overgange fra sin normale tilstand til en anden, ofte uønsket tilstand. Det er muligt, at det nutidige klima nærmer sig – eller allerede har overskredet – farlige ændringer for visse naturlige systemer, såsom bioaktiv tørvejord, hvilket kan forklare den seneste stigning i zombiebrande.

Det ser ud til, at den eneste løsning til at forhindre yderligere zombiebrande er at begrænse klimavariabiliteten. Mens politiske beslutningstagere fokuserer på farlige niveauer af atmosfærisk temperatur (varmen), kan klimavariabiliteten (ændringshastigheden) være lige så eller endda mere relevant for vores modstandsdygtighed på kort sigt.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.