彼が踏み出すたびに、ジョン・ニコルズのブーツは彼の地面に押しつぶされました。 彼は周囲を粒子の粗い携帯電話のビデオで記録し、湿った灰色の日にもかかわらず、アラスカのチュガチ山地はまだ足元の背の高いトウヒと低成長のスクラフに素晴らしい背景を提供していました。 彼と2人の同僚は、アラスカ州コルドバの10マイル東に位置する湿った大地のCorser Bogの端に沿って道を傷つけました。
ニコルズは、「私たちはtrんでいる」と言った。
Muskegは彼が研究している泥炭湿地の別名であり、Nicholsは2010年に1万2千年前の湿原がどのように形成されたかを知るためにコアサンプルを追求して泥をかき分けていました。 コロンビア大学のラモント・ドハティ地球観測所の古生態学者および泥炭研究者として、ニコルズは、泥炭がどのように発生し、将来どのように形成されるか、または崩壊するかを理解するためにまだ働いています。
大気中の炭素の量が海洋に次いで2番目に多く、泥炭地は地球の炭素循環に不可欠です。 ほとんどの泥炭は、約12, 000年前の最後の氷河期以降に形成され始め、数千年の間、それらは重要な炭素貯留層でした。 しかし今、温暖化する惑星と新しい天候パターンにより、泥炭湿原の将来は、二酸化炭素の形で貯蔵された炭素をどれだけ早く放出し始めるのかなど、疑問視されています。
現在の推定によると、地球の地球表面の約3パーセントが泥炭地に渡されています。 しかし、地球の炭素循環における泥炭の重要性にもかかわらず、科学者たちは、これらの生息地に関する基本的な詳細を、それらがどこにあるのか、どこまで行くのか、どれだけの炭素を保持するのかなど、まだ記入しています。
泥炭の最大の領域は、アラスカ、北ヨーロッパ、シベリアのような寒く、絶えず湿気のある場所にあります。 しかし、南アフリカ、アルゼンチン、ブラジル、東南アジアでもかなりの鉱床が発見されています。 20世紀初頭まで、科学者たちは熱帯は暖かすぎ、落とされた植物は昆虫や微生物によってすぐに消費されすぎて泥炭地を隠してしまうと考えていました。
しかし、科学者はそれらを見つけ続けています。 研究者は、2014年にコンゴ川流域でイングランド規模の泥炭湿地を発見しました。そして、別の2014年の研究では、ペルーのアマゾン川の支流の1つに推定34億トンの炭素を保持する13, 500平方マイルの泥炭地が記載されています。
泥炭地の別名である泥炭湿原は、湿っており、酸性が強く、酸素がほとんどありません。 これらの条件は、分解がクロールに遅くなることを意味します。 泥炭地に落ちた植物、動物、および人間の遺体は、数千年ではないにしても、数百年の間、完全に保存することができます。 これらのかつて生きていた有機体に含まれる炭素は、数千年にわたって閉じ込められ、ゆっくりと埋められ、大気から隔離されます。
しかし、これらの炭素埋蔵量が消滅するとどうなりますか？ 泥炭の量と分布に関する質問に答え始めたばかりであるにもかかわらず、科学者は今直面しなければならない緊急のパズルです。
「これらは炭素貯蔵の重要な分野です」と、Wetlands Internationalの気候に優しい土地利用の専門家であるMarcel Silvius氏は言います。 「私たちがそれらをひどく扱い、それらを排出し、それらを掘るなら、それらは主要な炭素煙突になります。」
時限爆弾？
アラスカでは、北半球のほとんどの緯度で、永久凍土の融解と降雨パターンの変化が泥炭地を脅かしています。 しかし、熱帯地方では、異なる種類の急速に進化する、そして意図しない実験がすでに進行中です。
世界の泥炭地のすべての炭素が突然蒸発すると、およそ550〜6, 000億トンの二酸化炭素が大気中に逆流します。これは、産業革命が始まってから追加された量の約2倍です。 泥炭地には世界の炭素貯蔵量の15〜30％が含まれていることを考えると、突然地球を暖める可能性を過小評価することはできません。
「二酸化炭素の絶え間ない減少により、[泥炭地]は実際に気候を冷やしています」と、スミソニアン国立自然史博物館の熱帯泥炭の専門家であるRenéDommainは言います。 泥炭地が二酸化炭素の貯蔵を停止した場合、長期的な環境影響がどうなるかはわかりません。
世界の泥炭地が同時に破壊されることはまずありません。 しかし、東南アジアの熱帯泥炭地に貯蔵されている世界の泥炭炭素貯蔵量の約14億トン（約710億トンの炭素）は、絶壁に落ち着いています。
マレーシアとインドネシアでは、農業のために過去数十年にわたって着実に伐採され、排水されてきた、厚く茂った低地林の下に泥炭堆積物が存在します。 木が取り除かれ、泥炭地が乾くと、堆積物はいくつかの異なる方法で炭素を放出し始めます。
泥炭が空気にさらされると分解し始め、二酸化炭素が大気中に放出されます。 泥炭は、水を排出する人工流路に沿って洗い流し、その炭素貯蔵をはるかに下流に運ぶこともできます。 乾燥した泥炭も容易に発火し、しばしば制御不能に燃えたり、炭層火災のように鉱床の層の奥深くでくすぶっています。 これらの再発性の火災は、灰やその他の微粒子を空気中に送り込み、呼吸器の問題などの公衆衛生上の懸念を引き起こし、それらが発生した地域全体に避難を促します。
2010年現在、マレーシア半島およびスマトラ島とボルネオ島の泥炭湿地林の20％は、アフリカのアブラヤシ農園またはアカシア（紙および他の木材製品のパルプを生産するために使用される）の栽培のために伐採されました。パプアニューギニアの1, 200万から1400万エーカーの原始的な泥炭林を所有しているが、インドネシアの群島には1200万エーカーの泥炭湿地林しか残っていない。
現在の破壊率では、ブルネイ以外の森林が保全されている残りの森林は、2030年までに完全に根絶されるでしょう、とDommainは言います。
理想的な条件下では、無傷の熱帯泥炭地は年間1エーカーあたり最大1トンの二酸化炭素を貯蔵できると彼は言います。 しかし、破壊的な農業慣行と天候パターンの新たな変動により、東南アジアの泥炭地は毎年1エーカーあたり約22から31トンの二酸化炭素を失っています。 それは、これらの分野が毎年吸収する量の20倍以上です。
過去20年間で、マレーシアとインドネシアの排水および劣化した泥炭湿地林からの二酸化炭素排出量は2倍以上に増え、1990年の2億4, 000万トンから2010年の5億7000万トンに増加しました。 彼はこの分析を今年後半に本で出版する予定です。
隠しキャッシュの特定
泥炭の研究における不確実性の多くは、科学者が地球の泥炭埋蔵量の全範囲を知らないという事実に起因しています。 泥炭地は比較的小さく、広く散在しており、見つけるのは難しい。 そのため、20世紀初頭のほとんどで、世界中の泥炭保護区について知られていることの多くは、新しい風景を説明し、未知の種を発見する遠隔地をトレッキングした自然主義者探検家の書面による観察から来ました。
それ以来、新しい衛星画像と解析、地表水に関するデータ、古い地図の再検討、およびより科学的な探検は、泥炭地がどこにあるのかという知識の多くのギャップを埋めました。 しかし、まだ学ぶべきことがたくさんあります。
コロンビアのニコルズ氏は、多くの異なるソースから集められたデータのパッチワークに基づいて、科学者は泥炭がどれくらいあるかについての良い推定があると考えています。 しかし、泥炭地の位置に関する私たちの知識の多くは外挿に基づいていると彼は説明し、それらの推定値の限られた量だけが地上評価によって検証されました。
「泥炭がどれだけあるかは、私たちがまだ対処しようとしている大きな問題です」とニコルズは言います。
問題の一部は地理です。 泥炭店は、信じられないほど遠く、敵対的な場所になる傾向があります。 たとえば、アラスカのCorser Bogは飛行機またはボートでのみアクセスできます。 北部の緯度では、人間は泥炭が形成される地域に何も進出していません。 そして熱帯地方では、たくさんの人がいますが、歴史的に泥炭湿地を避けてきました。 これらの地域は栄養が乏しく、農業には適していません。
別の問題は、泥炭地の表面境界は明確に定義される傾向があるが、多くの場合その深さはそうではないことです。 衛星と地中レーダーはこれまでのところしか見えません。アイルランドとドイツの一部の沼地は、深さ50フィートで、移動する衛星の測定能力をはるかに超えていることが知られています。 そのため、泥炭地の深さを決定するには、コアを取ることが最善の方法です。
泥炭地を研究する科学者にとって、それは見かけほど簡単ではありません。 彼らは、乾燥した遠くのビバークから毎日サンプルと測定値を取得するために、すべての機器を運搬しなければなりません。 しかし、研究者がいったん現場に着くと、彼らはあまりにも長く静止することができず、さもなければ彼らは沈み始めます。
「泥炭の芯を取って乾燥させた場合、サンプルの90％は水で構成されています」とDommain氏は言います。 「泥炭地の上を歩くことは、あなたが本質的に水の上を歩いているからです。
カリマンタン中央部メンタンガイ泥炭湿地林（撮影：湿地国際、マルセル・シルビウス） 
カリマンタン中央部の劣化した焼けた泥炭湿地の一部は、2009年4月に淡水養殖のパイロットエリアとして機能します。（写真：湿地インターナショナル、Marcel Silvius） 
2015年9月にボルネオ島パランカラヤで泥炭湿地林が焼けます。（写真：ビョルンヴォーン） 
Obadiah Kopchak（左）とポスドク研究員Chris Moyは、アラスカのCorser Bogで深度測定を行います。 泥炭コアリングの可能性のある場所を探す際、研究者は湿地に金属棒を突っ込んで予備的な深さ測定を行います。 （写真提供：Jon Nichols） 
研究者は、ブルネイのBelait泥炭地で新鮮な泥炭コアのサンプルを慎重に押し出します。 
泥炭コアのスキャンは、死んだ植物材料が蓄積する何千年もの間、どのように密に圧縮されるかを示します。 （写真提供：Jon Nichols） 新しいビューのスケッチ
野外では、泥炭湿地の炭素埋蔵量の物理的範囲を決定するプロセスは時間がかかり、しばしばイライラするプロセスです。 層が木全体、根、その他の木質材料を含む熱帯泥炭林では、研究のためにコアサンプルを抽出するために使用される特殊な鋸歯状のデバイスでさえ、非常に遠くまで浸透しないことがあります。 良い日には、研究者は単一の使用可能なサンプルを抽出できるかもしれません。
泥炭湿地と大気との間のガス交換、またはフラックスの速度を測定することは、これらの領域がどのように動作するかを研究するために科学者が使用する別の手法です。
シンガポールMIT研究技術同盟（SMART）の研究科学者であるアレックスコブは、さまざまな手法を使用して、ボルネオ島の乱れた泥炭湿地と原生の泥炭湿地の両方からの炭素フラックスを測定します。 いくつかの足場タワー（そのうちの1つは林床から213フィート上昇し、高騰するショレア・アルビダの樹冠をクリアする）から、機器は風速、温度、および大気と下の生態系の間の二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素の交換速度を測定します。 コブと彼の同僚は、彼らのモニタリングにより、水系の変化が泥炭林にどのように影響し、それに応じて炭素循環がどのように変化するかをよりよく理解することを望んでいます。
「困難なことの1つは、大量の炭素が（泥炭湿原から）地下水に運ばれることです」とコブは説明します。 彼は、水中の有機物が液体を濃い茶の色に変えます。そこが黒水の川の源泉です。 「その[水]は、劣化した泥炭地から出る全炭素フラックスの10〜20％を占めることができます。」
泥炭炭素貯蔵の範囲と沼地の振る舞いの完全な理解は、手の届かないところに残っています。 したがって、彼らの行動を予測する能力、および地球規模の炭素循環への貢献がより大きな気候モデルにどのように適合するかは、とらえどころのない目標のままです。
泥炭の未来を予測する
気候が温暖化するにつれて、泥炭地を自分たちの装置に任せれば、2つの方法のうちの1つに進むことができます。 植物の範囲を拡大すると、泥炭の蓄積が増加し、これらのエリアが炭素吸収源として保存される可能性があります。 または、温暖化により降水量が変動し、泥炭地が炭素源に分解されます。 すべての泥炭地が同じように温暖化に反応するとは限らないため、研究者はすべての可能性を調べるのに役立つコンピューターモデルが必要です。
モデリングにより、科学者はフィールド測定が行われたことのない地域の泥炭地の機能を概算できます。 泥炭地の挙動を正確にシミュレートすることにより、研究者は、フィールド内のあらゆる泥炭堆積物を訪れるという膨大な努力をすることなく、炭素および温室効果ガスのフラックスを推定することができます。
しかし、研究者は正確なモデルを構築するためにデータを必要とし、これまでに収集されたデータは、大規模なシミュレーションで使用するのに十分なほど包括的ではありません。 「モデルのないデータはカオスですが、データのないモデルは幻想です」と、ニューハンプシャー大学の生物地球化学者で、泥炭埋蔵量が自然および人間の混乱にどのように反応するかについてコンピューターモデルを開発しているスティーブフロキングは言います。
気候モデルは、一度に小さなエリアの塊を見る; 高解像度モデルのグリッドセルのサイズは約62平方マイルです。 しかし、これはまだ泥炭地の挙動を正確に研究するには広すぎる面積です。
別の問題は、各泥炭湿原には、地形や植生などの局所的な要因に大きく依存する独特の水流特性があることです。 水しぶきの小さな蝶のように、各泥炭湿地は特別であり、地上観測の散在からその行動を表すコンピューターモデルを作成すると、地球規模で適用した場合に大きな矛盾が生じます。
「それらがどこにあるか、どのように相互作用するかは、これらのモデルの詳細の一部ではありません」とFrolking氏は言います。 「泥炭にとって、それは水文学に大きな影響を及ぼします。 100キロメートルの規模で運用している場合、地下水面を数センチメートル以内にモデル化しようとすると、非常に困難になります。」
3番目の問題は時間です。 泥炭地は数千年にわたって発達しますが、ほとんどの気候モデルは何世紀にもわたって機能します、とマックスプランク気象研究所のグローバルカーボンサイクルモデラーであるトーマスクライネンは言います。 これは、泥炭地が将来どのように発展するかについての条件を推測することを非常に困難にします。
泥炭地をグローバルな炭素モデルと気候モデルに本当に統合できるようにするには、より包括的なマップが必要であるだけでなく、各泥炭地内の植物の種類、水が蓄積する場所と方法、および堆積物の深さに関するデータを増やす必要があります。
無人航空機によって収集されたデータで作成されたマップと同様に、衛星データは便利ですが、それぞれに制限があります。 衛星は、厚いジャングルの植生をはるかに超えて、または地面に侵入することはできません。 そして、ブルネイのような小国は、すべての泥炭湿地林をLiDAR（詳細な地形図や植生図などを作成できる航空機搭載レーザーシステム）でマッピングしましたが、インドネシアのような広大な現金で縛られた国々は、追随しそうにありません。
潮の逆戻り
科学者がより多くのデータを収集し、泥炭地の正確な表現を含む地球規模の気候モデルをつなぎ合わせるために、東南アジアの泥炭の破壊率を削減する努力が進行中です。
2016年初頭に設立されたインドネシアの泥炭地再生局は、その使用を規制することにより、今後5年間で490万エーカーの劣化した泥炭地を復元することを目指しています。 エージェンシーは、泥炭地ですでに掘られた運河をカタログ化し、森林利用権を調停し、泥炭湿地を保存することの利点について地元住民の意識を高めます。 ノルウェー政府と米国国際開発庁（USAID）は、インドネシアの努力に向けて合計1億1400万ドルをコミットしました。
インドネシアのジョコ・ウィドド大統領も、地元の規制が既に施行されていたにもかかわらず、昨年末に新しい泥炭地の伐採を禁止する法令を発表しました。 Wetlands InternationalのSilviusは、特にインドネシアが2020年までにパーム油の生産量を2倍にするという目標を設定しているため、禁止が機能することに懐疑的です。彼らは最終手段の農業地域ですが、泥炭湿地林は残っている唯一の土地です農業に利用できます。
また、スミソニアンのドンメインは、この地域で貧困がwith延していることから、この地域がパーム油から得られる利益を差し控えることを期待することは、サウジアラビアに石油の汲み上げを止めるように求めていると付け加えています。
「人間の行動は、10年、50年、さらには100年後に起こっていることではなく、短期的な利益によって支配されています」とDommain氏は述べています。 「この経済的焦点に大きな変化があることを確認するのは難しいです。」
しかし、マレーシアとインドネシアの海岸線を抱いている低地の泥炭地は、プランテーションのために排水されるため、最終的に海面下に沈みます。 これは永久にそれらを、濫させ、土地を農業に適さないものにする可能性があります。
ただし、これらの生息地を維持しながら作物を栽培する方法もあります。 オレンジ、ラタン、ティーツリー、サゴヤシは、泥炭湿地内で栽培できる約200の作物の例です。 一部の企業は、湿地が大好きなShorea stenopteraから、さまざまなイリッペナッツを開発して、収量を改善しようとしています。 チョコレート、またはスキンクリームやヘアクリームのココアバターの代替品として使用されるillipeは、排水され劣化した泥炭湿地を「再湿潤」させるための計画に役立つかもしれません。
「インドネシア政府は、現在、排水された泥炭地の土地利用計画が問題を求めていると見ている」とシルビウスは言う。 「彼らは自発的にそれを段階的に廃止しなければなりません。そうでなければ、すべてが失われたときに自然に段階的に廃止されます。」
