Dünyanın en eski orman yangını kanıtı, Maine'in Waterville kentindeki tuğla bir binanın dördüncü katındaki bir laboratuvarda bulunabilir. Eğitimsiz bir göze, bir toplu iğnenin ucundan pek de büyük olmayan, siyah bir tüy parçası gibi görünür. Colby Koleji'nden paleobotanikçi Ian J. Glasspool'a göre bu, 430 milyon yıllık bir kömür parçası.
Dr. Güney Galler'deki bir çamurtaşında keşfedilen cam havuzu, geçmişte yangınların nasıl yandığını araştırmak için son yıllarda incelenen çok sayıda antik kömür parçasından biri. Bu kalıntılar bir arada, bilim adamlarının yangınların nasıl oluştuğunu ve jeolojik zaman içindeki çevresel değişiklikler tarafından nasıl şekillendirildiğini anlamalarına yardımcı oluyor.
“Sıkıcı görünüyorsun” dedi Dr. Glasspool ve küçük bir reçine diskine gömülü bir numune aldı. “Ama bundan çok şey elde edebilirsiniz.”
Bu eski bilgiler, bugün bireysel orman yangınlarıyla başa çıkmamıza yardımcı olmayabilir, dedi Dr. Cam havuz. Ancak küresel ateş olgusunun ve bunun Dünya iklimi üzerindeki etkisinin daha net anlaşılmasını sağlayabilirler. Bu da modelcilerin gelecekteki iklime ilişkin daha doğru tahminler yapmasına yardımcı olabilir.
Kanada Jeoloji Araştırması'ndan paleoekolog Jennifer M. Galloway, “Jeolojik kayıtlar, durumun 'Hava ısınırsa, daha fazla yangın çıkacak'tan çok daha karmaşık olduğunu gösteriyor” dedi. Dr. Galloway yakın zamanda Evolving Earth dergisinde bir makale yayınladı. Günümüzün iklim dinamiklerini anlamanın bir yolu olarak geçmişteki orman yangınlarını incelemenin yararları üzerine.
Ateş, Dünya'nın 4,54 milyar yıllık tarihinde nispeten yeni bir olgudur. Bu dönemin yüzde 90'ından fazlasında gezegenin atmosferi ve kıtaları, bir alevi sürdürmek için gereken oksijen ve yakıttan yoksundu. Yıldırım çarpması mikrobiyal matın bazı kısımlarını orada burada kömürleştirmiş olabilir, ancak yanık kısa ömürlü olmuş olabilir; Duman ve köz neredeyse yok denecek kadar azdı. Sürekli yanma ve sonunda yangınların jeolojik kaydı ancak yaklaşık 458 milyon yıl önce karada bitkilerin ortaya çıkmasından sonra mümkün oldu.
İlk yangınlar gelişmeye henüz milyonlarca yıl uzakta olan ormanları değil, yosunlar ve ciğer otları gibi daha basit bitkileri yakmıştı. “Çizmelerinizin altını ıslatmadan neredeyse yürüyebileceğiniz şeylerden bahsediyoruz” dedi Dr. Cam havuz. Aynı zamanda nematofit adı verilen daha büyük bitkilerden oluşan gizemli bir grubun da bulunduğunu ve bunun da ilk alevlerin alevlenmesine yardımcı olabileceğini ekledi.
Bu antik yangınların kalıntılarını araştırmak için Dr. Glasspool önce kaya örneklerini asitle ıslatıyor ve ardından kalan küçük siyah noktaları eliyor. Her noktayı analiz için manipüle etmek ve hizalamak için, kedisi Bingo'nun tek bıyığının ucuna bantlanmış olduğu tahta bir şiş kullanıyor.
Şubat ayında laboratuvarında “Düşük bütçeli, Kendin Yap” dedi. Mağazadan satın alınan bir fırça kullanırsa minik desenleri saçlara takılabilir; Bingo'nun bıyığı ona daha fazla kontrol sağlıyor.
Basit bir ışık mikroskobu ile bakıldığında bu kömürler, kömürleşme süreci boyunca kusursuz bir şekilde korunan mermer hücre duvarlarını ortaya çıkarıyor. Bu işlem tüm uçucu organik maddeleri yakar ve geriye yalnızca yüz milyonlarca yıl boyunca değişmeden kalabilen inert karbon kalır.
Kömürün, onu, mikroskop altında daha mat görünen, başka bir karbon türü olan kömürden ayıran belirgin bir ipeksi parlaklığa sahiptir.
Kaya kayıtlarında farklı zaman aralıklarında kömür bolluğunu takip eden Dr. Glasspool ve meslektaşları, küresel ısınmanın geçmiş dönemlerinde ortaya çıkan yangın modellerini belirlediler. Kendisi ve ekibi, Grönland'ın doğusunda toplanan 200 milyon yıllık tortul kayalarda kömür içeriğinin beş kat arttığını keşfetti. Bu dönem, yoğun volkanizmanın küresel sıcaklıkları yaklaşık 6 santigrat derece yükselttiği ve Dünya tarihindeki en kötü kitlesel yok oluşlardan birine yol açtığı Triyas'ın sonunu işaret ediyordu.
2010 yılında Dr. Glasspool'un ekibi artan atmosfer ısısının orman yangını aktivitesini çeşitli şekillerde artırmış olabileceğini söyledi. Örneğin sıcaklık, hem geçmişte hem de günümüzde orman yangınlarının en yaygın doğal nedeni olan yıldırım düşmesiyle birlikte gök gürültülü sağanak yağışların daha sık görülmesine yol açmış olabilir. Imperial College London tarafından yapılan bir araştırmaya göre, yalnızca 1 santigrat derecelik bir ısınma, yıldırım oranlarını yaklaşık yüzde 40 oranında artırabilir. Bu, Triyas'ın sonunda orman yangınlarının neden bu kadar yaygın olduğunu kısmen açıklayabilir, Dr. Cam havuz.
Fosil kayıtları ayrıca sıcaklıklar arttıkça küçük, dar yapraklı bitkilerin daha yaygın hale geldiğini, daha geniş yapraklı türlerin ise büyük ölçüde ortadan kaybolduğunu gösteriyor. Ekibi, küçük yaprakların ısıyı büyük yapraklara göre daha kolay dağıtabilmesi nedeniyle bunun büyük olasılıkla ısıya bir tepki olduğunu bildirdi.
Küçük yapraklı türler daha güçlü yangınlara neden olabilirdi çünkü yırtılmış kağıt parçaları sağlam olanlardan daha hızlı yanıyordu. “Daha hızlı kurudular ve daha yanıcıydılar” dedi Dr. Cam havuz.
Daha fazla yanıcı bitki, daha fazla duman ve atmosferdeki daha fazla karbondioksit Dünya'yı daha da ısıtabilir, potansiyel olarak daha fazla aleve, bitki örtüsünde daha fazla değişikliğe ve daha yoğun fırtınalara yol açabilirdi; bu, bugün ortaya çıkan olumlu bir geri bildirim döngüsünden pek de farklı değildi.
Kaya kayıtları, ekosistemlerin bu tür aksaklıklardan kurtulmasının ne kadar süreceği konusunda fikir veriyor. Yaklaşık 252 milyon yıl önce, Dünya tarihindeki en büyük yaşam kaybına işaret eden bir ısınma dönemi olan Permiyen döneminin sonundaki kitlesel yok oluştan elde edilen kalıntılar, kömürleşmiş sulak alanların kuruyup yandıktan sonra toparlanmasının milyonlarca yıl aldığını gösteriyor.
İrlanda'daki University College Cork'tan paleontolog olan ve 2022'de bu birikintiler üzerine çalışmalar yayınlayan Chris Mays, “Umarım bunu tekrarlamayız” dedi.
Günümüzün küresel sıcaklıkları o zamana göre çok daha az arttı; Permiyen'in sonundaki on binlerce yıllık yok oluş sırasındaki yaklaşık 10 santigrat dereceye kıyasla 1880'den bu yana yalnızca 1,1 santigrat derece. Ancak bugünkü değişim oranları geçmişteki oranların çok üzerindedir. Bu hızlı ısınma, sulak alanları şimdiden yangınlara karşı daha savunmasız hale getirdi: Güney Amerika'nın 42 milyon hektarlık tropikal sulak alandan oluşan Pantanal bölgesi, mevsimsel olarak endişe verici oranlarda yanmaya başladı. Geç Permiyen yatakları, iklim değişikliği azalmadan devam ederse neler olabileceğine dair ciddi bir bakış sunuyor.
“O kadar kötüye gitmesini önlemek için kullanabileceğimiz bir dizi kaldıraç var” dedi Dr. Mayıslar. Ancak bunun kesinlikle en kötü durum senaryosu olduğunu varsayıyoruz.”
Missoula, Montana'daki Rocky Mountain Araştırma İstasyonunda ABD Orman Servisi'nde araştırma ekolojisti olan Sean Parks, bu tür yangınların kapsamı ve şiddetinin sadece iklim değişikliğinin değil aynı zamanda insan davranışının ve arazi kullanım uygulamalarının da sonucu olduğunu belirtti.
Bununla birlikte, Dr. Parklar, jeolojik kayıtlar ve eski iklim kalıpları üzerine yapılan çalışmalar, arazi yönetimi kararlarına bilgi sağlayan küresel iklim modellerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir: “Bu ilginç ve mükemmel bir arka plan bilgisi.”
Alaska'daki modern yangınları inceleyen ve iklim modelcileriyle yakın işbirliği içinde çalışan Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda araştırma bilimcisi olan Fernanda Santos da aynı fikirde.
“Eski verilere gerçekten değer veriyorum çünkü bunlar bize yeni bir bakış açısı ve yeni bir temel sağlayabilir” dedi Dr. Santos.
Dr. Güney Galler'deki bir çamurtaşında keşfedilen cam havuzu, geçmişte yangınların nasıl yandığını araştırmak için son yıllarda incelenen çok sayıda antik kömür parçasından biri. Bu kalıntılar bir arada, bilim adamlarının yangınların nasıl oluştuğunu ve jeolojik zaman içindeki çevresel değişiklikler tarafından nasıl şekillendirildiğini anlamalarına yardımcı oluyor.
“Sıkıcı görünüyorsun” dedi Dr. Glasspool ve küçük bir reçine diskine gömülü bir numune aldı. “Ama bundan çok şey elde edebilirsiniz.”
Bu eski bilgiler, bugün bireysel orman yangınlarıyla başa çıkmamıza yardımcı olmayabilir, dedi Dr. Cam havuz. Ancak küresel ateş olgusunun ve bunun Dünya iklimi üzerindeki etkisinin daha net anlaşılmasını sağlayabilirler. Bu da modelcilerin gelecekteki iklime ilişkin daha doğru tahminler yapmasına yardımcı olabilir.
Kanada Jeoloji Araştırması'ndan paleoekolog Jennifer M. Galloway, “Jeolojik kayıtlar, durumun 'Hava ısınırsa, daha fazla yangın çıkacak'tan çok daha karmaşık olduğunu gösteriyor” dedi. Dr. Galloway yakın zamanda Evolving Earth dergisinde bir makale yayınladı. Günümüzün iklim dinamiklerini anlamanın bir yolu olarak geçmişteki orman yangınlarını incelemenin yararları üzerine.
Ateş, Dünya'nın 4,54 milyar yıllık tarihinde nispeten yeni bir olgudur. Bu dönemin yüzde 90'ından fazlasında gezegenin atmosferi ve kıtaları, bir alevi sürdürmek için gereken oksijen ve yakıttan yoksundu. Yıldırım çarpması mikrobiyal matın bazı kısımlarını orada burada kömürleştirmiş olabilir, ancak yanık kısa ömürlü olmuş olabilir; Duman ve köz neredeyse yok denecek kadar azdı. Sürekli yanma ve sonunda yangınların jeolojik kaydı ancak yaklaşık 458 milyon yıl önce karada bitkilerin ortaya çıkmasından sonra mümkün oldu.
İlk yangınlar gelişmeye henüz milyonlarca yıl uzakta olan ormanları değil, yosunlar ve ciğer otları gibi daha basit bitkileri yakmıştı. “Çizmelerinizin altını ıslatmadan neredeyse yürüyebileceğiniz şeylerden bahsediyoruz” dedi Dr. Cam havuz. Aynı zamanda nematofit adı verilen daha büyük bitkilerden oluşan gizemli bir grubun da bulunduğunu ve bunun da ilk alevlerin alevlenmesine yardımcı olabileceğini ekledi.
Bu antik yangınların kalıntılarını araştırmak için Dr. Glasspool önce kaya örneklerini asitle ıslatıyor ve ardından kalan küçük siyah noktaları eliyor. Her noktayı analiz için manipüle etmek ve hizalamak için, kedisi Bingo'nun tek bıyığının ucuna bantlanmış olduğu tahta bir şiş kullanıyor.
Şubat ayında laboratuvarında “Düşük bütçeli, Kendin Yap” dedi. Mağazadan satın alınan bir fırça kullanırsa minik desenleri saçlara takılabilir; Bingo'nun bıyığı ona daha fazla kontrol sağlıyor.
Basit bir ışık mikroskobu ile bakıldığında bu kömürler, kömürleşme süreci boyunca kusursuz bir şekilde korunan mermer hücre duvarlarını ortaya çıkarıyor. Bu işlem tüm uçucu organik maddeleri yakar ve geriye yalnızca yüz milyonlarca yıl boyunca değişmeden kalabilen inert karbon kalır.
Kömürün, onu, mikroskop altında daha mat görünen, başka bir karbon türü olan kömürden ayıran belirgin bir ipeksi parlaklığa sahiptir.
Kaya kayıtlarında farklı zaman aralıklarında kömür bolluğunu takip eden Dr. Glasspool ve meslektaşları, küresel ısınmanın geçmiş dönemlerinde ortaya çıkan yangın modellerini belirlediler. Kendisi ve ekibi, Grönland'ın doğusunda toplanan 200 milyon yıllık tortul kayalarda kömür içeriğinin beş kat arttığını keşfetti. Bu dönem, yoğun volkanizmanın küresel sıcaklıkları yaklaşık 6 santigrat derece yükselttiği ve Dünya tarihindeki en kötü kitlesel yok oluşlardan birine yol açtığı Triyas'ın sonunu işaret ediyordu.
2010 yılında Dr. Glasspool'un ekibi artan atmosfer ısısının orman yangını aktivitesini çeşitli şekillerde artırmış olabileceğini söyledi. Örneğin sıcaklık, hem geçmişte hem de günümüzde orman yangınlarının en yaygın doğal nedeni olan yıldırım düşmesiyle birlikte gök gürültülü sağanak yağışların daha sık görülmesine yol açmış olabilir. Imperial College London tarafından yapılan bir araştırmaya göre, yalnızca 1 santigrat derecelik bir ısınma, yıldırım oranlarını yaklaşık yüzde 40 oranında artırabilir. Bu, Triyas'ın sonunda orman yangınlarının neden bu kadar yaygın olduğunu kısmen açıklayabilir, Dr. Cam havuz.
Fosil kayıtları ayrıca sıcaklıklar arttıkça küçük, dar yapraklı bitkilerin daha yaygın hale geldiğini, daha geniş yapraklı türlerin ise büyük ölçüde ortadan kaybolduğunu gösteriyor. Ekibi, küçük yaprakların ısıyı büyük yapraklara göre daha kolay dağıtabilmesi nedeniyle bunun büyük olasılıkla ısıya bir tepki olduğunu bildirdi.
Küçük yapraklı türler daha güçlü yangınlara neden olabilirdi çünkü yırtılmış kağıt parçaları sağlam olanlardan daha hızlı yanıyordu. “Daha hızlı kurudular ve daha yanıcıydılar” dedi Dr. Cam havuz.
Daha fazla yanıcı bitki, daha fazla duman ve atmosferdeki daha fazla karbondioksit Dünya'yı daha da ısıtabilir, potansiyel olarak daha fazla aleve, bitki örtüsünde daha fazla değişikliğe ve daha yoğun fırtınalara yol açabilirdi; bu, bugün ortaya çıkan olumlu bir geri bildirim döngüsünden pek de farklı değildi.
Kaya kayıtları, ekosistemlerin bu tür aksaklıklardan kurtulmasının ne kadar süreceği konusunda fikir veriyor. Yaklaşık 252 milyon yıl önce, Dünya tarihindeki en büyük yaşam kaybına işaret eden bir ısınma dönemi olan Permiyen döneminin sonundaki kitlesel yok oluştan elde edilen kalıntılar, kömürleşmiş sulak alanların kuruyup yandıktan sonra toparlanmasının milyonlarca yıl aldığını gösteriyor.
İrlanda'daki University College Cork'tan paleontolog olan ve 2022'de bu birikintiler üzerine çalışmalar yayınlayan Chris Mays, “Umarım bunu tekrarlamayız” dedi.
Günümüzün küresel sıcaklıkları o zamana göre çok daha az arttı; Permiyen'in sonundaki on binlerce yıllık yok oluş sırasındaki yaklaşık 10 santigrat dereceye kıyasla 1880'den bu yana yalnızca 1,1 santigrat derece. Ancak bugünkü değişim oranları geçmişteki oranların çok üzerindedir. Bu hızlı ısınma, sulak alanları şimdiden yangınlara karşı daha savunmasız hale getirdi: Güney Amerika'nın 42 milyon hektarlık tropikal sulak alandan oluşan Pantanal bölgesi, mevsimsel olarak endişe verici oranlarda yanmaya başladı. Geç Permiyen yatakları, iklim değişikliği azalmadan devam ederse neler olabileceğine dair ciddi bir bakış sunuyor.
“O kadar kötüye gitmesini önlemek için kullanabileceğimiz bir dizi kaldıraç var” dedi Dr. Mayıslar. Ancak bunun kesinlikle en kötü durum senaryosu olduğunu varsayıyoruz.”
Missoula, Montana'daki Rocky Mountain Araştırma İstasyonunda ABD Orman Servisi'nde araştırma ekolojisti olan Sean Parks, bu tür yangınların kapsamı ve şiddetinin sadece iklim değişikliğinin değil aynı zamanda insan davranışının ve arazi kullanım uygulamalarının da sonucu olduğunu belirtti.
Bununla birlikte, Dr. Parklar, jeolojik kayıtlar ve eski iklim kalıpları üzerine yapılan çalışmalar, arazi yönetimi kararlarına bilgi sağlayan küresel iklim modellerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir: “Bu ilginç ve mükemmel bir arka plan bilgisi.”
Alaska'daki modern yangınları inceleyen ve iklim modelcileriyle yakın işbirliği içinde çalışan Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda araştırma bilimcisi olan Fernanda Santos da aynı fikirde.
“Eski verilere gerçekten değer veriyorum çünkü bunlar bize yeni bir bakış açısı ve yeni bir temel sağlayabilir” dedi Dr. Santos.