Els incendis forestals són una variable en certa forma independent que intervé en els equilibris globals de la planeta, creant unes contrapartides en la composició química de l'atmosfera i el control dels cicles bàsics del carboni i de l'oxigen, els cicles elementals per a la vida a la nostra planeta.
Els incendis forestals han estat íntimament lligats de manera quotidiana amb la colonització dels continents per les formes vegetals d'ençà del primer moment que les plantes varen envair els continents a gran escala. Això va provocar una augmentació substancial en la fotosíntesi a escala planetària sense aturador.
He dit sense aturador? No. Hi ha un factor directe d'aturada en la proliferació de masses forestals i de vida vegetal aèria a la nostra planeta: els incendis forestals. L'augmentació de la producció d'oxigen per la fotosíntesi vegetal fa créixer, de molt, les probabilitats d'incendis forestals i d'això n'hi ha bona constància en tot el registre sedimentari geològic del primer moment ençà.
Colonització i expansió de les plantes als continents i primitives masses forestals
El moment en el qual les plantes varen començar a expandir-se pels continents és un subjecte de debat encara pendent d'esclarir del tot. Representa ell tot sol una revolució ecològica de primera magnitud, la qual, recordem-ho, no arriba fins un llarg període de temps (aprox. 3.000 milions d'anys) en què a la Terra tan sols hi sobreviuen formes de vida molt precàries i amb moltes dificultats, degut a què, en essència, el medi és molt desfavorable per la manca d'oxigen i també hi fa l'excés de CO2.
La datació del moment és controvertida però la podríem ubicar en la transició de l'Ordovicià al Silurià, pels volts de 440 milions d'anys enrere. En un principi la colonització la fan plantes no vasculars però poc després ja comencen a créixer als continents plantes vasculars amb arrels profundes (aprox. 410-390 Ma).
Posteriorment (390-370 Ma) neixen també als continents formes ja arborescents, veritables arbres amb sistemes d'arrels profundes. I així és com ens trobem amb els primers boscos, diguem-ne les primeres masses forestals semblants, que no vol dir iguals, a les masses forestals que coneixem. Aquests arbres primitius tenien unes formes similars a les falgueres, unes falgueres molt altes i rabassudes, és clar. Aquestes 'falgueres' podien arribar a fer créixer unes soques amb un tronc de 1,5 m. de diàmetre i enlairaven la capçada fins a una alçària de 30 m i tot.
Els darrers ecosistemes en congriar-se varen ser els de les plantes amb llavors (380-340 Ma), uns sistemes que varen colonitzar les zones topogràficament més enlairades.
La millora de l'escut protector d'ozó, una conseqüència indirecta
La colonització dels continents per aquestes formes diferents de plantes és un fet que escomet de manera directa la producció d'oxigen per la fotosíntesi que fan les fulles verdes i, de manera indirecta, ens procura una augmentació de l'ozó estratosfèric disponible. En això darrer, una millora en la proporció de l'ozó resulta excel·lent per a tots els ecosistemes continentals i marins perquè aquest ozó ens fa de protecció enfront a la radiació solar d'ona curta (ultraviolada). L'augmentació s'esdevé de manera progressiva, amb bona embranzida, durant tot aquest llarg període de milions d'anys i protegeix les plantes existents i també els animals de la radiació UV que podia destruir-los els àcids nucleics, proteïnes i fenols.
Però alerta! Aquesta millora en la protecció afecta tota la planeta. I no oblidem que la major part de la superfície de la Terra (70%) està ocupada per ocèans i mars. La millora de la protecció en els ocèans afecta, sobretot, les capes superficials i permet, doncs, en conseqüència, una augmentació de les formes de vida en superfície que poden fer fotosíntesi, la qual cosa ens porta a una escomesa imparable (?) en la producció planetària d'oxigen que s'acumula en l'atmosfera i que, com hem vist abans, es trasllada de retruc als ocèans perquè actuen com a embornals.
I què passarà amb l'albedo? No modificarà aquest gran contrapès l'equilibri energètic de la Terra?
Doncs sí, efectivament, la colonització dels continents per superfícies arbrades i cobertes de vegetals que absorbeixen radiació produirà, efectivament, una disminució de l'albedo i, en bona raó, un escalfament de la planeta.
I els gasos amb efecte hivernacle?
Doncs també, la colonització de les plantes en aquest gran rodal dels ocèans que són els continents fa augmentar, de molt, la captura del carboni atmosfèric i esperona la davallada dels gasos d'efecte hivernacle, especialment el diòxid de carboni (CO2). Aquí, doncs, també en bona raó, el contrapès se'ns en va a l'altra banda de la balança i ens procura un refredament de la planeta.
Nou dilema de complexitat: quina és la conseqüència en la temperatura global
Passades aquestes tres variables, ozó, albedo i CO2,, ens trobem amb què a primer cop d'ull els efectes del poblament dels continents per les plantes fan bon terrabastall de canvi en les variables globals. Tanmateix uns canvis amb tendències oposades i amb un resultat incert: si amb una disminució de l'albedo se'ns hi escau una pujada de temperatura i amb la captura de gasos d'efecte hivernacle (GEH) ens ho decanta més aviat vers una balança favorable al refredament, al final amb què ens trobarem? Què s'escaurà? La planeta s'escalfarà o es refredarà?
Però encara hi tenim un altre element en controvèrsia: l'ozó. La millora de l'escut d'ozó i la presència d'ozó farà decantar la balança cap una o altra banda?
Deixem les respostes momentàniament en joli i esperem vejam què és el que va passar, però no sense abans introduir un nou element en discòrdia: els incendis forestals.
Aparició dels incendis forestals
Enraonàvem una mica més amunt la possibilitat d'una escomesa imparable de les concentracions d'oxigen a la planeta, tant en l'atmosfera com en els ocèans. Però això va realment succeir?
En aquesta imatge hi ha representats els nivells atmosfèrics d'oxigen en l'atmosfera primitiva de la Terra en el període del Paleozoic (Cambrià-Ordovicià-Silurià-Devonià-Carbonífer i Permià) fins a l'inici de l'era Secundària (Triàssic). Dèiem que en el límit de l'Ordovicià amb el Silurià (440 Ma) s'esdevenia ja la colonització del gran rodal dels ocèans (els continents emergits) per les plantes, en ultra mesura. De seguida ens adonem, i ho podem tenir per cosa ben certa, que en la figura la concentració d'oxigen escomet uns nivells que mai abans no s'havien assolit, desplaçant els equilibris de la planeta a un nou llindar desconegut. Sense límit?
(en la imatge s'hi troben representades diverses línies, això obeeix al fet que els mètodes de mesura que s'han fet servir són diversos i no coincidents. La línia vermella horitzontal és la referència del nivell de concentració d'oxigen que tenim avui dia com a referència)
Topall superior
L'ascens de la concentració d'oxigen a l'atmosfera primitiva fa una escomesa important vers unes concentracions com més va més elevades. Però arriba a un punt en què es troba amb un topall i d'allà no passa. Això succeeix aproximadament en el límit entre el Carbonífer i el Permià i mai més s'arriba a atènyer aquest nivell tan elevat de concentració d'oxigen a l'atmosfera en tota la història geològica de la Terra. Poc després aquesta tendència es capgira per complet i sembla que hi ha una situació de col·lapse que haurem d'interpretar. Què ha passat?
Tot fa pensar que els responsables únics del control en la concentració d'oxigen a la nostra planeta han estat, de bon primer moment, els incendis forestals. Acceptem que com més elevada tenim a la planeta la concentració d'oxigen, més probables i més freqüents són els incendis forestals i podem pensar que en arribar al màxim, l'extensió dels incendis s'escapça per complet l'escomesa i hi ha una destrucció gairebé completa dels ecosistemes forestals. Això va passar?
Efectivament, durant el període Carbonífer, els boscos que hi havia (de formes semblants a les falgueres, recordem-ho) varen cremar-se en mesura creixent, com més anava més es cremaven, la qual cosa va fer que es congriessin unes dipòsits de carbonet fòssil els quals en són testimoni: les intertinites.
En la Fig. 2 veiem el topall superior representat per la línia horitzontal grisa amb la inscripció UWL (Upper Wildfire Limit). Es considera el 35% de la pO2 (pressió parcial d'oxigen a l'atmosfera) com el valor límit de referència.
D'alguna manera considerem que la concentració d'oxigen a la Terra no pot ultrapassar mai aquest límit i que qui n'exerceix el control en són, de manera directa i única els incendis forestals.
Topall inferior
El topall inferior el veiem en la Fig.2 representat per la línia horitzontal grisa inferior que conté la inscripció LWL (Lower Wildfire Limit). Es considera que per dessota d'aquest límit, quan la concentració d'oxigen baixa molt, els incendis forestals no són possibles. Aquest límit es considera del 15% de la pO2 (pressió parcial d'oxigen a l'atmosfera).
Aquests dos topalls, no obstant, ens els hem d'agafar de manera indicativa i apareixen reflectits en la literatura en diferents fonts en les quals els valors de referència són diferents segons els diferents autors. Per tant, són encara un subjecte de controvèrsia científica.
Però quan varen iniciar-se, doncs els incendis forestals?
Els residus de restes carbonet de residus d'incendis s'inicien entre el Silurià Mitjà i Superior (430-420 Ma) i ho considerem com els testimonis dels primers incendis que no n'hauríem de dir pròpiament forestals perquè encara no hi havia masses forestals arbrades però sí que són restes de vegetació cremades, les quals anomenem intertinites.
Aquest topall inferior, de manera semblant al topall superior, d'adés estant del moment inicial de l'aparició dels incendis no s'hi ha arribat a topar mai més. És a dir, els equilibris biogeològics de la Terra han aconseguit de mantenir-nos sempre per damunt del topall inferior. Això vol dir que funcionen bé!
Però així, doncs, aquest topall no està actiu?
Si ens mirem la gràfica de la Fig. 2 i la interpretem correctament, entendrem que sí que està ben actiu. En la situació actual (línia horitzontal de puntets vermells) estem per damunt del topall inferior i, per tant estem dintre del que s'ha anomenat la finestra dels incendis forestals.
Què vol dir això?
Doncs això vol dir que estem en una situació d'escomesa, de tendència a l'augmentació dels nivells d'oxigen atmosfèrics, que vivim sotmesos a la pressió de la producció d'oxigen per fotosíntesi de manera natural, això sense tenir en compte la perversió de l'acció antropogènica, que això és tota una altra qüestió. No obstant, en trobar-nos per damunt del topall inferior, estem sotmesos constantment a l'acció adaptativa dels incendis forestals que contraresten -i així ho hem d'entendre- en l'equilibri global planetari la producció d'oxigen, mantenint uns nivells més o menys estables d'oxigen atmosfèric.
Són necessaris els incendis forestals?
Sí, els incendis forestals són adaptatius i són necessaris per a mantenir els equilibris biogeològics de la nostra planeta de manera natural. Ara bé, en el context actual de l'alteració dels equilibris procurada pels humans els incendis juguen molt en contra nostra a l'hora de balancejar els equilibris que hem perdut precisament per un excés en la combustió de carboni d'origen fòssil.
La finestra dels Incendis Forestals
En la literatura científica apareix el terme de la Finestra dels Incendis Forestals en referència a l'espai d'equilibri que hi ha entre els dos límits en les concentracions dels nivells d'oxigen a l'atmosfera de la nostra planeta.
Hem d'entendre les nostres referències en l'equilibri d'aquesta manera i no de cap altra i assumir que vivim a dins d'aquesta finestra i mirar de provar d'entendre la nostra evolució estabilitzadora dins d'aquests marges.
Copyright © 2023 dels autors https://doi.org/10.1146/annurev-earth-032320-
095425
Recordant aquesta gràfica, que ha hem vist en l'apartat anterior, en podem interpretar, ara, unes noves observacions importants:
- Aquesta escomesa inicial en la cursa de colonització de les terres emergides i la producció de fulles verdes que fan fotosíntesi que s'estén durant més de 200 milions d'anys, del límit de l'Ordovicià al Silurià fins a la punta del Permià ha tingut posteriorment una resposta de compensació que ha capgirat la tendència i que l'ha fet davallar d'ençà d'aquest clímax permià en l'oxigenació de l'atmosfera.
Això pot voler dir moltes coses però de manera general, l'adaptació dels ecosistemes a l'oxigen atmosfèric i, per tant, al combustible de la respiració aeròbia sense la qual no hi ha la vida tal com la coneixem, s'ha perfeccionat amb el temps. Per tant: plantes i animals han après a optimitzar processos metabòlics sense haver de menester tanta concentració del combustible natural, l'oxigen.
També podem interpretar que això ha permès que les formes de vida que nosaltres hem conegut han pogut gaudir d'un medi ambient més a la vora del topall inferior, amb el que això implica, per quant els ecosistemes no són agredits de manera tan freqüent pels incendis forestals. O almenys fins que l'home no ho ha desgavellat tot. - L'evolució no és simple, no és una corba parabòlica sinó que fa unes dents de serra, i això ens ha de fer pensar que contínuament durant tota l'evolució hi ha hagut ziga-zagues constants de més petita o més gran envergadura en els equilibris que afecten totes aquelles variables que ja coneixem: oxigen, CO2, ozó, albedo, incendis forestals i moltes d'altres que no n'hem parlat i encara n'hi ha d'haver d'altres que no es coneixen.
És una veritable llàstima que en aquesta darrera figura no hi hagi representat els dos topalls dels incendis forestals.
Per últim cal dir que aquesta escomesa d'oxigenació de l'atmosfera de l'era Paleozoica no és compartida per tota la comunitat científica. Òbviament no tenim mètodes directes de mesura de la composició química de l'atmosfera del passat i encara menys d'èpoques tan i tan reculades. Ens hem de refiar de mesures indirectes i hi ha estudis que assenyalen possibilitats molt diferents en les quals els nivells d'oxigen en el Carbonífer i el Permià es mantenen baixos. Potser amb el temps anirem sabent més coses.
Nou diagrama de complexitat
Imatge dels autors. Tots els drets reservats.
Com es va aturar l'escomesa paleozoica? Varen ser els incendis?
No ho sabem, recordem que la informació que en tenim, dels temps reculats de la història de la Terra, sempre és incompleta i que les mesures són indirectes i orientatives.
Captura creixent de carboni atmosfèric
Durant tota l'escomesa, l'extensió de les superfícies forestals augmenta i l'evolució de les espècies vegetals les porta a zones del planeta on no havien pogut arribar quan el clima ho permet, això procura una augmentació de la fotosíntesi i, per tant, de la captura del carboni i de la disminució del gas carbònic a l'atmosfera i als ocèans i a les mars paleozoiques.
La imatge és de l'autor (2017)
L'autor d'aquest estudi atribueix les glaciacions a l'oscil·lació de l'eix de rotació de la Terra. En els períodes més càlids estarien accentuades per l'efecte de la disminució de l'albedo deguda al desglaç de les superfícies cobertes pel glaç i la neu, en especial a latituds més baixes. L'increment de vegetació faria també un contrapès en el mateix sentit de disminució de l'albedo. La situació de l'època no és comparable a l'actual perquè la brillantor del sol no era la mateixa sinó que encara era inferior i arribava menys energia a la superfície de la planeta.
Davallada de temperatura global i glaciacions
L'augmentació dels nivells d'oxigen durant l'escomesa fa que es reforci el paraigua protector de l'embornal estratosfèric i això, si va ser així, eliminaria el gas metà (CH4) de l'atmosfera o en reduiria molt la seva proporció. Rebaixes de gasos d'efecte hivernacle com són el gas metà i el gas carbònic varen propiciar una davallada de temperatura de la planeta que ha estat enregistrada en els sediments ja del Carbonífer i que va arribar a fer-ne, de la Terra, una planeta glaçada, amb extenses glaciacions durant tota la fase final de l'escomesa.
Llicència CC.
Biodiversitat precària
Ho veurem en el capítol de biodiversitat, la biodiversitat de les masses forestals paleozoiques és molt més baixa que la que tenen les selves tropicals actuals i això fa que la seva producció d'oxigen i la captura de gas carbònic siguin molt més elevades. Això no passa en els ecosistemes forestals actuals que nosaltres coneixem, els quals gairebé no contribueixen ni a la captura de carboni ni a la producció d'oxigen globals.
Qui guanya?
Sembla, doncs, que la davallada de temperatura i les glaciacions no varen poder aturar l'escomesa paleozoica de la producció d'oxigen i la seva acumulació reblint els embornals de l'atmosfera i els oceans. Això ens decantaria de pensar que potser varen ser, doncs, els incendis els que varen posar un aturador definitiu, el darrer topall a l'escomesa paleozoica. Però va ser realment així?
Col·lapse sistèmic
Una explicació possible, si tenim en compte que el sistema global d'equilibris de la planeta ha crescut molt en complexitat, seria que la causa que atura definitivament l'escomesa paleozoica podria ser una causa global planetària de col·lapse del sistema, del conjunt de tots els elements que conformen l'equilibri, que s'han congriat de mica en mica amb el pas del temps i que al final havien fugit massa lluny del punt d'equilibri. Recordem que el motor de tots els equilibris és la vida, qui havia disparat la fotosíntesi als continents i als ocèans havia estat la vida, i qui havia procurat la protecció de la capa d'ozó també. Tots aquests elements plegats havien empès una escomesa i un creixement de les formes que havia arribat a un punt límit de saturació en les possibilitats de l'equilibri.
Col·lapse global de la vegetació i extinció massiva
Un argument que ens pot decantar cap a aquesta explicació és el fet real que ha estat demostrat pel registre paleontològic i estratigràfic és que al final del Permià es produeix efectivament una crisi global en les formes de vida, i una extinció massiva sense precedents que marca el final del període Paleozoic, el que anomenem l'Era Primària. Aquesta extinció massiva inclou el col·lapse global de les formes de vegetació existents que havien viscut de manera extensiva a la superfície continental de la planeta.
No obstant això, les explicacions que s'han donat en la literatura científica per a aquesta gran extinció han estat molt diverses i no hi ha consens ni proves que puguin afirmar quina va ser la circumstància real del moment que va poder causar un fet tan catastròfic a escala planetària.
Afegir en aquest punt que al final del període Permià hi trobem documentats importants testimonis en sediments de carbonet provinent d'incendis forestals. Tots els indicis ens porten a pensar que els incendis forestals varen tenir molt a veure amb el col·lapse final de l'era Paleozoica. Passat el col·lapse, a principis del Triàsic, per contra, no hi trobem cap rastre d'incendi durant les primeres etapes d'aquest període ja dintre de l'era Mesozoica.