Торфяные пожары: механизм и борьба с возгораниями

Пожары сформировали человека как вид. Благодаря возможности готовить пищу на огне люди стали есть больше мяса, что изменило нашу физиологию и эволюцию. Пожары и человечество — это единое целое. Представляем конспект лекции с Ильей Секериным, кандидатом сельскохозяйственных наук, о роли торфяных пожаров в истории и современности. Три типа лесных пожаров Современная лесная пирология делит пожары на три основных вида, различающихся объектом горения. Верховые пожары горят в кронах деревьев — это наиболее зрелищные, но и наиболее редкие возгорания, распространяющиеся со скоростью 50 км за час-два. Низовые пожары горят в живом напочвенном покрове, лесной траве и кустарниках, составляя около 95% всех пожаров в мире. Это те стандартные пожары, с которыми повседневно работают лесные пожарные. Наконец, почвенные (торфяные) пожары горят в самых нижних слоях биогеоценозовбиогеоценоз, поражая подстилку и полуразложившиеся растительные остатки в почве и торфяных залежах. Уникальные характеристики торфяных пожаров Торфяные пожары отличаются от других типов возгораний рядом фундаментальных особенностей. Если верховые пожары распространяются со скоростью 50 км за час-два, то торфяные пожары движутся на 10–30 см в день.С одной стороны, такая медлительность позволяет подготовиться к тушению лучше, с другой — даёт пожару огромное время на развитие и углубление в толщу почвы. Главная опасность торфяных пожаров кроется в их живучести. Торф содержит в своих порах достаточное количество воздуха для независимого горения, не требуя кислорода из атмосферы. Это делает его исключительно сложным для тушения. Основной вид горения при торфяных пожарах — это беспламенное тление без видимого пламени, которое требует минимума кислорода. При таком неполном сгорании выделяются опасные вещества: бензопирены, фенолы, смолы, угарный газ и различные канцерогены. Ещё одна коварная особенность — гидрофобность продуктов горения. Смолы, образующиеся при сгорании торфа, обволакивают частицы и создают водоотталкивающий слой. Известны случаи, когда горящий торф, выброшенный в лужу и перемешанный ковшом экскаватора, просто всплывал и продолжал гореть. Это означает, что потушить торфяной пожар требует не простого тушения водой, а физического разрушения очага. Тушение торфяного пожара можно сравнить с работой стоматолога, лечащего кариес — нужно полностью выскоблить и разрушить поражённую структуру, размешав торф в кашу. Для тушения одного квадратного метра торфа требуется один кубометр воды. Если представить площадь небольшой студии, то для её тушения потребовалось бы примерно десять пожарных машин. История формирования торфяников История торфяников уходит на десять тысяч лет в прошлое, в эпоху отступления ледников. Когда ледниковый период заканчивался, ледник начинал отступать, и на поверхности земли выходили углубления, которые заполнялись талой водой. Типичный ландшафт того времени можно встретить и сейчас — в Карелии или на Челябинских озёрах, с их характерным мозаичным рельефом. Когда ледник отступал, в водной массе начинали развиваться микроорганизмы, планктон и водные растения. Органическое вещество постепенно оседало на дно, образуя слой сапропеля — органической гидроизоляции. По краям болота начинала расти трава, и вся эта органика поступала в водные массы. Однако из-за дефицита кислорода органическое вещество не полностью разлагалось, а накапливалось слоями в виде полуразложившегося материала. Именно это вещество в простонародье называют торфом. Торф стал первым топливом, которое человечество стало использовать в индустриальных масштабах (после древесины и древесного угля). Ценность торфа заключается в его энергетической плотности — один квадратный метр болота даёт энергии намного больше, чем один квадратный метр леса, причём во много раз больше. Поэтому торфяные болота называли «кладовой солнца» — они аккумулировали солнечную энергию и хранили её в своих слоях органики. Почему раньше было меньше крупных торфяных пожаров До недавнего времени торфяные пожары на территории СССР и России были локальным явлением. Это объяснялось существованием развитой инфраструктуры торфодобычи. На торфоразработках функционировали специализированные лесопожарные дружины, основной задачей которых было наблюдение за возникновением пожаров. Существовала система задвижек, которые позволяли локально подтапливать участки при угрозе возгорания. Как только где-либо вспыхивал пожар, в течение короткого времени выезжала специальная техника — тракторы, пожарные машины, мото-помпы и специализированная дружина, которая была «заточена» на быстрое тушение торфяных пожаров на малых площадях. Вся система была организована так, чтобы локализовать очаги на максимально ранних стадиях, предотвращая их разрастание. Ситуация кардинально изменилась, когда энергетика перешла на другие виды топлива — газ и нефть. Вся развитая система тушения просто рухнула. Люди ушли из экономики торфодобычи, тысячи специалистов покинули отрасль, а торфяники остались без контроля и защиты. Кое-где остались неиспользованные буртовища торфа, но инфраструктура наблюдения и предотвращения была полностью утрачена. Механизм возникновения торфяных пожаров в современных условиях Основная причина возникновения массовых торфяных пожаров в современный период — это низовые лесные пожары или весеннее выжигание травы. Около 95% многоочаговых торфяных пожаров возникают именно из этих источников. Однако для развития торфяного пожара необходимо два условия: наличие слоя торфа и его пересыхание до уровня влажности менее 200%. Торфяные пожары возникают преимущественно в двух типах мест. Первые — это исторически осушенные торфоразработки, разработанные когда-то под добычу торфа, и земли, используемые в сельскохозяйственных целях. Вторые — это естественные болота, где в результате длительной засухи падает уровень грунтовых вод. Особенно уязвимы края болот, где происходит наиболее интенсивное высыхание верхних слоёв торфа. Климатические изменения играют важную роль в этом процессе. Анализ лесопожарной ситуации в стране и мире показывает, что климат меняется не только в сторону повышения температуры воздуха, но и увеличения периодов засухи. Эти засухи снижают уровень грунтовых вод, создавая условия для возникновения торфяных пожаров на всё более обширных территориях. Статистика и тревожные тренды Доля торфяных пожаров в общем количестве природных возгораний катастрофически растёт. Если раньше торфяные пожары составляли всего 0,01% от всех пожаров, то в последние годы эта доля возросла до 2–2,5%. Это примерно двухсоттысячное увеличение показателя. История крупных торфяных пожаров в России демонстрирует масштабность проблемы. В 2010 году Московская область столкнулась с мощными торфяными пожарами, дым которых затянул саму Москву, сделав воздух невозможным для дыхания. Примерно то же самое произошло на Урале в 2012 году. С 2012 года количество торфяных пожаров в регионе резко увеличилось. Три года назад торфяной пожар в Омской области привел к такому сильному задымлению, что произошло невиданное загрязнение воздуха на федеральной трассе, в результате которого произошло ДТП со смертельным исходом. В 2023 году произошло 63 торфяных пожара в Свердловской области, в то время как под потенциальной угрозой находятся Тюменская и Челябинская области. Наиболее тревожная тенденция состоит в том, что если раньше торфяные пожары возникали преимущественно на осушенных человеком территориях, то в последние годы они всё чаще начинают возникать на девственных, нетронутых хозяйственной деятельностью природных болотах. Эта тенденция указывает на новый этап экологического кризиса, напрямую связанный с глобальными климатическими изменениями.