Med hvert skritt han tok, krenget støvlene til Jon Nichols på bakken under ham. Han spilte inn omgivelsene sine på en kornet mobiltelefonvideo, og til tross for den fuktige, grå dagen, ga Alaskas Chugach-fjellene fortsatt et fantastisk bakteppe for de høye granene og lavtvoksende skrubben ved føttene. Han og to kolleger såret seg langs kantene av Corser Bog, en fuktig jordlapp 10 mil rett øst for Cordova, Alaska, en ensom prikk på kartet ikke langt fra der Exxon-Valdez oljetankskip løp på grunn i 1989.
"På vi trasker, " sa Nichols, "gjennom muskeg slingeren."
Muskeg er et annet navn på torvmyrene han studerer, og Nichols slog seg gjennom møkka den dagen i 2010 i jakten på kjerneprøver for å lære hvordan den 12.000 år gamle mosen ble dannet. Som paleoekolog og torvforsker ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory jobber Nichols fremdeles for å forstå hvordan torv oppsto og hvordan det kan danne seg - eller forfall - i fremtiden.
Nest bare til havene i mengden atmosfærisk karbon de lagrer, er torvmyr integrert i jordens karbonsyklus. De fleste torv begynte å danne seg etter den siste istiden, for omtrent 12 000 år siden, og i årtusener har de vært viktige karbonreservoarer. Nå, men med en varmende planet og nye værmønstre, er torvmyrens fremtid blitt stilt spørsmål, inkludert hvor raskt de kan begynne å slippe alt lagret karbon i form av karbondioksid.
Rundt tre prosent av planetens landoverflate blir gitt til torvmarker, ifølge nåværende estimater. Likevel, til tross for viktigheten av torv i jordens karbonsyklus, fyller forskere fremdeles grunnleggende detaljer om disse naturtypene, inkludert hvor de er, hvor dypt de går og hvor mye karbon de har.
De største torvveiene finnes på kalde, evig fuktige steder som Alaska, Nord-Europa og Sibir. Men det er også funnet betydelige forekomster i Sør-Afrika, Argentina, Brasil og Sørøst-Asia. Fram til begynnelsen av det 20. århundre mente forskere at tropene var for varme - og falt plantemateriale konsumert for raskt av insekter og mikrober - til å havnen torvmark.
Forskere fortsetter å finne dem. Forskere oppdaget at et torv sumpet på størrelse med England i Kongo-elvenbassenget i 2014. Og en annen studie fra 2014 beskrev et torvland på 13 500 kvadratkilometer på en av Amazonaselven sideelver i Peru som har anslagsvis 3, 4 milliarder tonn karbon.
Torvmyr, en annen betegnelse på torvområder, er våte, svært sure og nesten uten oksygen. Disse forholdene betyr at nedbrytning bremser for en gjennomgang. Plante-, dyre- og menneskerester som faller i torvmark kan ligge perfekt bevart i hundrevis, om ikke tusenvis av år. Karbonet som finnes i disse en gang-levende organismer blir fanget, sakte begravet og sekvestert bort fra atmosfæren gjennom årtusener.
Men hva ville skje hvis disse karbonreservene ble utslettet? Det er et presserende puslespill som forskere nå må konfrontere, selv om de bare begynner å svare på spørsmål om torvens overflod og distribusjon.
"De er viktige områder for karbonlagring, " sier Marcel Silvius, en klimasmart spesialist på arealbruk hos Wetlands International. "Hvis vi behandler dem dårlig, tømmer dem og graver dem opp, blir de store karbonskorsteiner."
Tikkende tidsbomber?
I Alaska, så vel som over de fleste nordlige breddegrader, truer smelte permafrost og skiftende nedbørsmønster torvmyr. Men i tropene er en annen type eksperiment som raskt utvikler seg - og utilsiktet - allerede i gang.
Hvis alt karbon i verdens torvmark plutselig skulle fordampe, ville omtrent 550 til 650 milliarder tonn karbondioksid strømme tilbake i atmosfæren - omtrent det dobbelte av volumet som er lagt til siden starten av den industrielle revolusjonen. Med tanke på at torvmarkene inneholder mellom 15 og 30 prosent av verdens karbonlagre, kan deres potensial for å plutselig varme kloden knapt undervurderes.
"På grunn av sin konstante nedtrekking av karbondioksid, kjøler [torvmarkene] klimaet faktisk, " sier René Dommain, en tropisk torvekspert ved Smithsonian National Museum of Natural History. Hvis torvmarkene sluttet å lagre karbondioksid, er det ingen som forteller hva de langsiktige miljøpåvirkningene vil være.
Den totale, samtidig ødeleggelsen av verdens torvområder er usannsynlig. Men de 14 prosentene av verdens torvkullbeholdning - rundt 71 milliarder tonn karbon - som er lagret i de tropiske torvmarkene i Sørøst-Asia, står riktignok på et stup.
I Malaysia og Indonesia eksisterer torvforekomster under tett skogkledde lavlandsskoger som har blitt ryddet og tappet de siste tiårene for jordbruk. Når trær fjernes og torvmarkene tørker ut, begynner forekomstene å frigjøre karbon på et par forskjellige måter.
Når torv blir utsatt for luft, begynner det å dekomponere, noe som frigjør karbondioksid i atmosfæren. Torv kan også vaske bort langs menneskeskapte kanaler som tapper vannet, og fører karbonlagrene langt nedstrøms. Tørr torv antennes lett også, ofte brenner det ukontrollert eller ulmer dypt inne i et avsetnings lag som en kullsømbrann. Disse tilbakevendende brannene pumper aske og andre partikler i luften, og skaper bekymringer for folkehelsen som luftveisproblemer og fører til evakuering over områdene der de oppstår.
Fra 2010 hadde 20 prosent av torvmyrskogene på den malaysiske halvøya og øyene Sumatra og Borneo blitt ryddet for afrikanske oljepalmplantasjer eller for å dyrke akasie (som brukes til å produsere masse til papir og andre treprodukter.) Utenfor av Papua Ny-Guinea, som rommer 12 til 14 millioner dekar med uberørt torvskog, gjenstår bare 12 millioner dekar torvmyrskog i den indonesiske skjærgården.
Med dagens ødeleggelsesfrekvens vil de gjenværende skogene utenfor Brunei, der skogene er godt bevart, bli fullstendig utryddet innen 2030, sier Dommain.
Under ideelle forhold, sier han, kan intakte tropiske torvområder lagre opptil tonn karbondioksid per dekar per år. Men på grunn av destruktiv jordbrukspraksis og nye svingninger i værmønster, mister Sørøst-Asias torvområder rundt 22 til 31 tonn karbondioksid per dekar hvert år. Det er mer enn 20 ganger hva områdene suger opp årlig.
I løpet av de siste to tiårene har karbondioksidutslippene fra drenert og nedbrutt torvskogsskog i Malaysia og Indonesia mer enn doblet seg, og gikk fra 240 millioner tonn i 1990 til 570 millioner tonn i 2010, sier Dommain. Han planlegger å publisere denne analysen i en bok senere i år.
Å finne skjulte buffer
Mye av usikkerheten i torvforskningen stammer fra det faktum at forskere ikke vet hele omfanget av planetens torvreserver. Torvmarker er relativt små, vidt spredte og vanskelig å finne. Så for det meste av begynnelsen av det 20. århundre, kom mye av det som var kjent om torvreserver rundt om i verden fra de skriftlige observasjonene av naturforskere som trakk seg gjennom avsidesliggende områder som beskrev nye landskap og oppdaget ukjente arter.
Siden den gang har nye satellittbilder og analyser, data om stående overflatevann, ny undersøkelse av gamle kart og mer vitenskapelige ekspedisjoner fylt ut mye av hullene i vår kunnskap om hvor torvområder eksisterer. Men det er fortsatt mye igjen å lære.
Basert på et lappeteppe av data brosteinsbelagt sammen fra mange forskjellige kilder, tror forskere at de har gode estimater for hvor mye torv som er der ute, sier Nicholas Columbia. Men mye av vår kunnskap om lokaliteten til torvområder er basert på ekstrapolering, forklarer han, og bare en begrenset mengde av disse estimatene er verifisert ved bakkebaserte vurderinger.
"Hvor mye torv det er, er et stort spørsmål vi fortsatt prøver å få tak i, " sier Nichols.
En del av problemet er geografi. Torvbutikker har en tendens til å være umulig avsidesliggende, fiendtlige steder. Alaskas Corser Bog, for eksempel, er bare tilgjengelig med fly eller båt. På nordlige breddegrader har mennesker rett og slett ikke våget seg i noen tall inn i områdene der torv dannes. Og i tropene, selv om det er mange mennesker, har de historisk unngått torvmyr. Disse områdene er næringsfattige og uegnet for jordbruk.
En annen sak er at selv om overflategrensene til en torvmark har en tendens til å være veldefinerte, er dybden ofte ikke. Satellitter og bakkegjennomtrengende radar kan bare se så langt nede - noen myrer i Irland og Tyskland er kjent for å være 50 meter dype, langt utenfor kapasiteten til å tøffe satellitter å måle. Så å ta kjerner er fortsatt den beste måten å bestemme dybden på en torvmyr.
For forskere som studerer torvmarker, er det ikke så enkelt som det ser ut til. De må hente alt utstyret for å ta prøver og målinger fra en tørr, fjern bivuak hver dag. Men når forskerne først er på stedet, kan de ikke stå stille for lenge ellers begynner de å synke.
"Hvis du tar en torvkjerne og tørker den, består 90 prosent av prøven av vann, " sier Dommain. "Å gå på en torvmark er så nær du kommer til Jesus, fordi du i utgangspunktet går på vann."
Mentangai torv sumpskog, sentrale Kalimantan (Foto av Marcel Silvius, Wetlands International) 
En del av degradert og brent torvmyr i Kalimantan sentrum fungerer som et pilotområde i paludiculture i april 2009. (Foto av Marcel Silvius, Wetlands International) 
En torv sump skog brenner i Palangka Raya, Borneo i september 2015. (Foto av Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (til venstre) og postdoktor Chris Moy tar dybdemålinger ved Corser Bog i Alaska. Når de speider etter mulige torvstikkingssteder, gjør forskere foreløpige målinger av dybden ved å kaste en metallstang ned i mosen. (Foto med tillatelse av Jon Nichols) 
Forskere ekstruderer en fersk torvkjerneprøve nøye i Belait-torvmarkene i Brunei, som er nesten 15 fot dyp og 2800 år gammel. 
En skanning av en torvkjerne viser hvordan dødt plantemateriale blir tett komprimert over de mange tusen årene det akkumuleres. (Foto med tillatelse av Jon Nichols) Skisser nye visninger
I felt er prosessen med å bestemme den fysiske omfanget av torvesoppenes karbonreserver en langsom og ofte frustrerende prosess. I tropiske torvskoger - der lag inkluderer hele trær, røtter og annet treholdig materiale - klarer til og med ikke de spesialiserte serrated enhetene som brukes til å trekke ut kjerneprøver for studier noen ganger å trenge langt. På en god dag kan forskere kanskje trekke ut en enkelt brukbar prøve.
Å måle hastigheten på gassutveksling, eller fluks, mellom torvmyrene og atmosfæren, er en annen teknikk forskere bruker for å studere hvordan disse områdene oppfører seg.
Alex Cobb, forsker med Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), bruker en rekke teknikker for å måle karbonfluksen fra både forstyrrede og uberørte torvmyr på øya Borneo. Instrumenter måler vindhastighet, temperatur og utvekslingshastigheten av karbondioksid, metan og lystgass mellom atmosfæren og økosystemet fra flere stillasetårn - hvorav en stiger 213 fot over skogbunnen for å fjerne det svevende Shorea albida-tresetet. . Cobb og kollegene håper at overvåkingen av dem vil gi dem en bedre forståelse av hvordan endringer i vannsystemet påvirker torvskogene og hvordan karbonsykling endrer seg deretter.
"En ting som er utfordrende er at mye karbon blir transportert [ut av torvmyrene] i grunnvannet, " forklarer Cobb. Organisk materiale i vannet gjør væsken til fargen på sterk te, og det er her svartvannselver kommer fra, sier han. "At [vann] kan utgjøre 10 til 20 prosent av den totale karbonfluksen som kommer ut av et nedbrutt torv."
En full forståelse av omfanget av torvkarbonlagre og hvordan sumper oppfører seg, er fortsatt utenfor rekkevidde. Evnen til å forutsi atferden deres, samt hvordan deres bidrag til den globale karbonsyklusen kan passe inn i en større klimamodell, er fortsatt et unnvikende mål.
Å forutsi torvens fremtid
Når klimaet varmer, kan torvmarkene gå en av to veier hvis de overlates til sine egne enheter. Ekspanderende planteområder betyr at torvansamlingen kan øke, og bevare disse områdene som karbonvasker. Eller, oppvarming fører til at nedbørsfluktuasjoner som får torvmark nedbrytes til karbonkilder. Ikke alle torvområder vil reagere på oppvarming på samme måte, så forskere trenger datamodeller for å se på alle mulighetene.
Modellering gjør det mulig for forskere å tilnærme seg torvlandsfunksjoner i områder der det ikke har blitt foretatt noen feltmålinger. Å nøyaktig simulere torvmarkens oppførsel vil tillate forskere å estimere karbon- og klimagassflukser uten å gå til den gigantiske innsatsen for å besøke hver eneste torvforekomst i feltet.
Men forskere trenger data for å bygge nøyaktige modeller, og dataene som er samlet inn så langt, er ikke på langt nær omfattende nok til å kunne brukes i simuleringer i stor skala. "Data uten modeller er kaos, men modeller uten data er fantasi, " sier Steve Frolking, en biogeokjemiker ved University of New Hampshire som utvikler datamodeller for hvordan torvreserver reagerer på naturlige og menneskelige forstyrrelser.
Klimamodeller ser på små biter av området om gangen; en høyoppløselig modell rutenettceller er omtrent 62 kvadrat miles i størrelse. Men dette er fremdeles for stort område til nøyaktig å studere torvmarkens oppførsel.
En annen sak er at hver torvmyr har særegne vannføringsegenskaper som er veldig avhengig av lokaliserte faktorer som topografi og vegetasjon. Som soggy små sommerfugler, er hver torv sump spesiell, og å lage en datamaskin modell som representerer deres oppførsel fra en smattering av bakken observasjoner fører til store avvik når de brukes på en global skala.
"Hvor de er eller hvordan de samhandler hverandre er ikke en del av detaljene i disse modellene, " sier Frolking. “Og for torv har det stor innvirkning på hydrologien. Når du opererer i en skala fra 100 kilometer og prøver å modellere vannbordet til noen få centimeter, blir det virkelig, veldig vanskelig. ”
Det tredje problemet er tid. Torvland utvikler seg over årtusener, mens de fleste klimamodeller opererer i størrelsesorden århundrer, sier Thomas Kleinen, en global karbonsyklusmodeller ved Max Planck Institute for Meteorology. Dette gjør at forholdene for hvordan et torv vil utvikle seg i fremtiden er svært vanskelige.
For å virkelig kunne integrere torvområder i globale karbon- og klimamodeller, er mer omfattende kart nødvendig, i tillegg til mer data om hvilke typer planter i hvert torvområde, hvor og hvordan vann samler seg, og dybden på avsetningene.
Satellittdata er nyttige, som kart som er laget med data som er samlet inn av ubemannede luftkjøretøyer, men hver har sine begrensninger. Satellitter kan ikke trenge veldig langt utover tykk jungelvegetasjon eller ned i bakken. Og mens små land som Brunei har kartlagt alle torvets sumpskoger med LiDAR - et flymontert lasersystem som blant annet kan lage detaljerte topografiske kart- eller vegetasjonskart - er det lite sannsynlig at viltvoksende kontantstrokede nasjoner som Indonesia følger etter.
Slå tidevannet tilbake
Når forskere rusler for å samle inn mer data og samle globale klimamodeller som inkluderer nøyaktige fremstillinger av torvmark, pågår det en innsats for å begrense ødeleggelsesfrekvensen av Sørøst-Asias torv.
Indonesias Peatland Restoration Agency, samlet tidlig i 2016, har som mål å gjenopprette 4, 9 millioner dekader ødelagt torv i løpet av de neste fem årene ved å regulere bruken. Byrået vil katalogisere kanalene som allerede er gravd gjennom torvmark, formidle bruksrettigheter for skog og øke bevisstheten hos lokale innbyggere om fordelene ved å bevare torvmyr. Den norske regjeringen og USAs byrå for internasjonal utvikling (USAID) har forpliktet til sammen 114 millioner dollar til Indonesias innsats.
Den indonesiske presidenten Joko Widodo utstedte også et dekret sent i fjor som forbød rydding av nye torvområder, selv om lokale restriksjoner allerede hadde vært på plass. Silvius fra Wetlands International er skeptisk til at forbudet vil fungere, spesielt siden Indonesia har satt seg som mål å doble palmeoljeproduksjonen innen 2020. Selv om de er et jordbruksområde med siste utvei, er torvskogskoger noe av det eneste gjenværende landet tilgjengelig for oppdrett.
Og med utbredt fattigdom i området, legger Smithsonian's Dommain til at det å forvente at regionen vil gi avkall på den lukrative fortjenesten fra palmeolje, tilsvarer å be Saudi-Arabia slutte å pumpe olje.
"Menneskelige handlinger styres av kortsiktig fortjeneste og ikke av hva som skjer om 10, 50 eller til og med 100 år, " observerer Dommain. "Det er vanskelig å se at det vil skje en enorm endring i dette økonomiske fokuset."
Imidlertid, da de lave slangetrærne som klemmer de malaysiske og indonesiske kystlinjene, er tappet for å gjøre plass for plantasjer, vil de til slutt synke under havoverflaten. Dette kan oversvømme dem permanent, og gjøre landet uegnet for noe jordbruk.
Det er måter å bevare disse naturtypene på, mens de også bruker dem til å dyrke avlinger. Appelsiner, rotting, tea tree og sago palm er eksempler på rundt 200 avlinger som kan dyrkes i et torvmyr. Noen selskaper prøver å utvikle en rekke glatt nøtt, fra den sumpelskende Shorea stenoptera, med forbedret avkastning. Brukt som erstatning for kakaosmør i sjokolade eller i hud- og hårkremer, kan illipe en dag hjelpe i ordninger for å "rewet" drenerte og nedbrutte torvmyr.
"Den indonesiske regjeringen ser nå at en drenert torvjordbruksordning ber om trøbbel, " sier Silvius. "De må frivillig fase den ut, eller så vil den fases ut av naturen når alt går tapt."
