I mega incendi del 2014 nei Territori del Nordovest del Canada hanno bruciato 7 milioni di acri di foresta, rendendolo uno degli eventi di incendio più gravi nella storia canadese.

Un nuovo studio mostra che mentre quegli incendi hanno bruciato una regione di foresta boreale delle dimensioni del Maryland, hanno rilasciato nell'atmosfera la metà del carbonio di tutte le piante, arbusti e alberi in Canada in genere si conservano in un anno intero.

L'Artico si sta riscaldando più velocemente di qualsiasi altra regione della Terra, e come fa, gli scienziati ambientali si aspettano che i grandi incendi aumentino di frequenza e intensità. Ma hanno faticato a capire l'effetto di questi incendi sugli ecosistemi e, in definitiva, sui livelli di anidride carbonica nell'atmosfera. L'anidride carbonica è un gas serra, il che significa che aiuta a intrappolare il calore nella bassa atmosfera terrestre. Più anidride carbonica nell'atmosfera significa più calore intrappolato, causando l'aumento delle temperature globali.

Il documento megafires è uno dei due studi pubblicati di recente basati sui dati dell'Arctic Boreal Vulnerability Experiment della NASA, o sopra, che aiuterà gli scienziati a comprendere e prevedere meglio i cambiamenti sia a breve che a lungo termine negli ecosistemi dell'Alaska e del Canada settentrionale.

Gli autori del documento megafires hanno costruito modelli per aiutarli a capire cosa ha reso gli incendi del 2014 così grandi e quale impatto hanno avuto sull'ambiente. Gli autori del secondo studio hanno utilizzato le immagini del programma Landsat della NASA e dell'U.S. Geological Survey (USGS) non solo per osservare i cambiamenti nell'ambiente dell'Alaska, ma determinarne le cause e i potenziali effetti futuri. Insieme, gli studi migliorano la comprensione degli scienziati del recente passato delle foreste boreali e li aiuteranno a prevedere il futuro di questi ecosistemi vulnerabili, uno degli obiettivi primari del progetto ABoVE.

Modellare i megafuochi

Per essere definito un "megafire, "un incendio deve bruciare un'area che misura più di 25, 000 acri, un'area leggermente più piccola di Long Island, New York. Gli enormi incendi del 2014 in confronto, bruciato 7 milioni di acri di foresta boreale nei Territori del Nordovest. Le foreste boreali si trovano nelle regioni più settentrionali del mondo e contengono principalmente abeti rossi, pino, betulla, pioppo tremulo e altri alberi sempreverdi.

Gli autori del documento megafires hanno costruito due modelli per valutare l'emissione di carbonio dagli incendi. Il primo, sulla base di misurazioni sul campo, come i tipi di alberi e il drenaggio del suolo nelle foreste bruciate e non bruciate, li ha aiutati a scoprire cosa rendeva alcune aree più vulnerabili alla combustione e alle grandi emissioni di carbonio rispetto ad altre. Il secondo modello deduce la quantità di carbonio emessa dai megafire, in base alle caratteristiche del terreno che hanno rilevato nelle immagini satellitari dello spettroradiometro per immagini a risoluzione moderata della NASA, o MODIS, strumenti sui satelliti Aqua e Terra.

Secondo il secondo modello, gli incendi del 2014 hanno rilasciato 94,3 teragrammi di carbonio nell'atmosfera, circa 103 milioni di tonnellate.

"Abbiamo scoperto che un megaincendio può rilasciare enormi quantità di carbonio nell'atmosfera, " disse Xanthe Walker, ricercatore post-dottorato presso il Center for Ecosystem Science and Society della Northern Arizona University e autore principale dello studio. "I nostri risultati consentiranno alla ricerca futura di modellare le emissioni di carbonio su scale temporali e spaziali più ampie".

Storicamente, le foreste boreali in Canada sono state sia "pozzi" che "fonti" di carbonio a seconda del fuoco e dei danni causati dagli insetti che si verificano in un dato momento. Se le tendenze al riscaldamento continuano e gli incendi diventano ancora più frequenti, potrebbero diventare fonti di carbonio più forti, che potrebbe amplificare il riscaldamento climatico, ha detto Walker.

Usare il passato per predire il futuro

Un altro recente studio finanziato da ABoVE è stato condotto dall'USGS in collaborazione con ricercatori dell'Università del Minnesota e della Northern Arizona University. Mentre la ricerca passata aveva già confermato che porzioni significative del paesaggio dell'Alaska stanno subendo inondazioni, scioglimento del permafrost e altri cambiamenti:fino al 13% dello stato, secondo questo studio, o un'area più grande della Florida:il team ha creato un modello per analizzare 30 anni di immagini satellitari del programma Landsat e attribuire le cause a tali cambiamenti.

Il team ha scoperto che l'aumento delle temperature dell'Alaska sta determinando cambiamenti nel modo e nel luogo in cui crescono le piante, soprattutto verso la fine della stagione di crescita, e anche facendo crescere laghi e stagni, tra le altre modifiche.

"I cambiamenti osservati della terra e delle acque superficiali hanno avuto un impatto sostanziale sui sistemi naturali e artificiali in Alaska, " disse Neal Pastick, uno scienziato fisico presso la USGS Earth Resources Observation and Science. "Ad esempio, l'erosione e l'aumento della domanda evaporativa hanno avuto un impatto negativo sulle comunità umane e vegetali, stimolare la pianificazione del trasferimento di interi villaggi e lo stress indotto dalla siccità, rispettivamente."

L'utilizzo di un set di dati che copre tre decenni ha permesso ai ricercatori di vedere come gli ecosistemi dell'Alaska rispondono anche ai danni e allo stress. Dopo un incendio, Per esempio, possono essere necessari fino a 60 anni perché alberi sempreverdi come l'abete rosso ricrescano e raggiungano la maturità. Intanto, alberi decidui come pioppo tremulo e betulla, che ricrescono più velocemente, aumentare la riflettività della superficie terrestre in inverno e aumentare la quantità di energia utilizzata per far evaporare l'acqua dalla chioma degli alberi. Questo ha un effetto rinfrescante sulle temperature. Per di più, le foreste decidue meno infiammabili tendono a diminuire l'attività degli incendi.

"Studiando, in modo spazialmente esplicito, espansione di arbusti e alberi, dinamica costiera, e il crollo delle aree terrestri mentre il ghiaccio nel terreno si scioglie (thermokarsting) è qualcosa che puoi fare solo con la combinazione di telerilevamento spaziale e modellazione, " ha detto Peter Griffith, direttore del Carbon Cycle &Ecosystems Office della NASA, che fornisce supporto logistico e di gestione dei dati ad ABoVE. "Questo lavoro è un contributo significativo in quanto dimostra un modo per analizzare questo".

Il prossimo passo per questo progetto, Griffith ha detto, consiste nell'utilizzare il modello e i risultati per creare un modello di sistema, che può generare dati ricchi, previsioni realistiche sui possibili futuri di questa regione in rapida evoluzione.