Z vsakim korakom, ki ga je naredil, so škornji Jona Nicholsa švigali na tla pod seboj. Svojo okolico je posnel na zrnatem video posnetku in kljub vlažnemu, sivemu dnevu je Aljaško gorovje Chugach še vedno nudilo osupljivo ozadje visokim smrekam in nizko rastočim grmiščem ob njegovih nogah. On in dva sodelavca sta se ranila na robu Corser Bog, vlažnega zemlje 10 milj vzhodno od Kordove na Aljaski, osamljene pike na zemljevidu nedaleč od mesta, kjer se je leta 1989 zaletel tanker Exxon-Valdez.
"Nadaljujemo, " je rekel Nichols, "skozi muskeg meander."
Muskeg je drugo ime za šotne močvirje, ki jih preučuje, in Nichols se je tistega dne leta 2010 lovil skozi jezo v želji po temeljnih vzorcih, da bi izvedel, kako se je oblikoval 12.000 let star bog. Kot paleoekolog in raziskovalec šote z Opazovalnice Zemlje Lamont-Doherty z univerze Columbia, Nicholsova še vedno razume, kako nastane šota in kako se lahko tvori - ali razpade - v prihodnosti.
Po številu atmosferskega ogljika, ki ga hranijo v oceanih, so šotni barji le del ogljikovega cikla Zemlje. Večina šote se je začela oblikovati po zadnji ledeni dobi, pred približno 12.000 leti, in že tisočletja so bila pomembna rezervoarja ogljika. Zdaj je zaradi segrevanja planeta in novih vremenskih vzorcev prihodnost šotnih barjev postavljena pod vprašaj, vključno s tem, kako hitro bi lahko začeli sproščati ves svoj skladiščen ogljik v obliki ogljikovega dioksida.
Po sedanjih ocenah približno tri odstotke kopenske površine planeta oddajo šotišča. Kljub pomembnosti šote v Zemljinem ogljikovem ciklu pa znanstveniki še vedno zapolnjujejo osnovne podrobnosti o teh habitatih, vključno s tem, kje so, kako globoko gredo in koliko ogljika imajo.
Največji trakti šote obstajajo v hladnih, večno vlažnih krajih, kot so Aljaska, severna Evropa in Sibirija. Vendar so bila znatna nahajališča tudi v južni Afriki, Argentini, Braziliji in jugovzhodni Aziji. Do zgodnjega 20. stoletja so znanstveniki menili, da so tropi preveč ogreti - odpadli rastlinski material so žuželke in mikrobi prehitro porabili za zatiranje šotišč.
Znanstveniki pa jih še vedno iščejo. Raziskovalci so odkrili šotno močvirje velikosti Anglije v porečju reke Kongo leta 2014. In druga študija iz leta 2014 je opisala 13.500 kvadratnih kilometrov šotišča na enem od pritokov reke Amazonke v Peruju, ki ima približno 3, 4 milijarde ton ogljika.
Šotni barji, še en izraz za šotišča, so mokri, zelo kisli in skoraj brez kisika. Ti pogoji pomenijo, da se razpad počasi plazi. Rastlinski, živalski in človeški ostanki, ki spadajo v šotišča, lahko ostanejo popolnoma ohranjeni več sto let, če ne celo tisoč let. Ogljik, ki ga vsebujejo ti nekdaj živi organizmi, se že tisočletja ujame, počasi zakopa in odloži iz atmosfere.
Toda kaj bi se zgodilo, če bi te rezerve ogljika izbrisali? Zdaj se morajo znanstveniki soočiti, čeprav šele začenjajo odgovarjati na vprašanja o številčnosti in razširjenosti šote.
"To so ključna področja za skladiščenje ogljika, " pravi Marcel Silvius, klimatsko pametni specialist za rabo zemljišč pri Wetlands International. "Če z njimi ravnamo slabo, jih odcedimo in izkopljemo, postanejo glavni ogljikovi dimniki."
Kvačkanje časovnih bomb?
Na Aljaski, pa tudi po večini severnih zemljepisnih širin, taljenje permafrosta in spreminjanje padavinskih vzorcev ogrožajo šotne barje. Toda v tropih je že v teku drugačna vrsta, ki se hitro razvija - in nenamerno - eksperimentira.
Če bi ves ogljik na svetovnih šotiščih nenadoma izhlapeli, bi približno 550 do 650 milijard ton ogljikovega dioksida vrglo nazaj v ozračje - približno dvakrat večjo količino, ki je bila dodana od začetka industrijske revolucije. Glede na to, da šotišča vsebujejo od 15 do 30 odstotkov svetovnih zalog ogljika, njihovega potenciala za nenadno segrevanje sveta skoraj ni mogoče podceniti.
"Šotišča zaradi nenehnega odvajanja ogljikovega dioksida dejansko hladijo podnebje, " pravi René Dommain, strokovnjak za tropsko šoto iz Nacionalnega zgodovinskega muzeja Smithsonian. Če bi šotišča nehala shranjevati ogljikov dioksid, ne bi mogli vedeti, kakšni bi bili dolgoročni vplivi na okolje.
Popolno sočasno uničenje šotišč na svetu je malo verjetno. Toda 14 odstotkov svetovnih zalog šota šobe - približno 71 milijard ton ogljika - shranjenih v tropskih šotiščih jugovzhodne Azije, resnično stoji v oborini.
V Maleziji in Indoneziji obstajajo nahajališča šote pod gosto gozdnimi nižinskimi gozdovi, ki so se v zadnjih nekaj desetletjih vztrajno čistili in izsuševali za kmetijstvo. Ko se drevesa odstranjujejo in se šotišča izsušijo, depoziti začnejo sproščati ogljik na nekaj različnih načinov.
Ko je šota izpostavljena zraku, se začne razpadati, kar sprošča ogljikov dioksid v ozračje. Šota se lahko izpere tudi po umetnih kanalih, ki odvajajo vodo in vodijo njene zaloge ogljika daleč navzdol. Tudi suha šota se zlahka vname, pogosto nenadzorovano gori ali diši globoko v plasteh nahajališča, kot je požar v premogovem šivu. Ti ponavljajoči se požari črpajo pepel in druge delce v zrak, kar ustvarja pomisleke za javno zdravje, kot so dihalne težave in sproži evakuacijo na območjih, kjer se pojavijo.
Od leta 2010 je bilo 20 odstotkov šotnih močvirnih gozdov na Malezijskem polotoku ter otokih Sumatra in Borneo očiščeno za plantaže afriške oljne palme ali za gojenje akacije (ki se uporablja za proizvodnjo celuloze za papir in druge izdelke iz lesa.) od Papue Nove Gvineje, ki ima 12 do 14 milijonov hektarjev neokrnjenega šotnega gozda, ostane le 12 milijonov hektarjev šotnih močvirnih gozdov v indonezijskem arhipelagu.
Ob sedanji stopnji uničenja bodo preostali gozdovi zunaj Bruneja, kjer so gozdovi dobro ohranjeni, do leta 2030 popolnoma izkoreninjeni, pravi Dommain.
Po idealnih razmerah lahko nedotaknjene tropske šotišča shranijo do tone ogljikovega dioksida na hektar na leto. Toda zaradi uničujočih kmetijskih praks in novih nihanj vremenskih vzorcev šotišča Jugovzhodne Azije vsako leto izgubijo približno 22 do 31 ton ogljikovega dioksida. To je več kot 20-krat več kot vsako leto namočijo ta območja.
V zadnjih dveh desetletjih se je emisija ogljikovega dioksida iz izsušenih in razkrojenih šotnih močvirnih gozdov v Maleziji in Indoneziji več kot podvojila, in sicer od 240 milijonov ton leta 1990 do 570 milijonov ton leta 2010, pravi Dommain. To analizo namerava objaviti v knjigi pozneje letos.
Označevanje skritih predpomnilnikov
Večina negotovosti pri raziskavah šote izvira iz dejstva, da znanstveniki ne poznajo celotnega obsega rezerve šote na planetu. Šotišča so razmeroma majhna, široko raztresena in jih je težko najti. Tako je večino zgodnjega 20. stoletja veliko tega, kar je bilo znano o rezervah šote po vsem svetu, izhajalo iz pisnih opazovanj naravoslovnih raziskovalcev, ki so pohodili odročna območja, ki so opisovali nove pokrajine in odkrivali neznane vrste.
Od takrat so nove satelitske slike in analize, podatki o stoječih površinskih vodah, ponovni pregled starih zemljevidov in več znanstvenih odprav zapolnili veliko vrzeli v našem vedenju, kje obstajajo šotišča. Ampak še veliko je treba naučiti.
Znanstveniki menijo, da temeljijo na številnih podatkih, zbranih iz različnih virov, da imajo dobre ocene, koliko šote je tam, pravi Columbia's Nichols. Toda veliko našega znanja o lokaciji šotišč temelji na ekstrapolaciji, pojasnjuje, in le na podlagi teh ocen je bilo preverjeno le omejeno število teh ocen.
"Koliko šote je, je veliko vprašanje, s katerim se še vedno trudimo rešiti, " pravi Nichols.
Del težave je geografija. Trgovine s šoto so ponavadi nemogoče oddaljeni, sovražni kraji. Na Aljaski Corser Bog je na primer dostopen le z letalom ali čolnom. Na severnih zemljepisnih širinah se človek preprosto ni upal v nobeno število na območja, kjer se oblikuje šota. In v tropih, čeprav je veliko ljudi, so se zgodovinsko izogibali šotnim močvirjem. Ta območja so pomanjkljiva s hranili in niso primerna za kmetijstvo.
Drugo vprašanje je, da čeprav so površinske meje šotišča dobro definirane, njegova globina pogosto ni. Sateliti in radar, ki prodira po tleh, lahko vidijo le tako daleč navzdol - znano je, da so nekateri barji na Irskem in v Nemčiji globoki 50 čevljev, kar je daleč nad zmogljivostjo merljivih satelitov za merjenje. Tako jemanje jeder še vedno najboljši način za določitev globine šotnega barja.
Za znanstvenike, ki preučujejo šotišča, to ni tako preprosto, kot se zdi. Vsak dan morajo vzeti vso svojo opremo za odvzem vzorcev in meritev iz suhega oddaljenega bivaka. Ko pa raziskovalci pridejo na mesto, ne morejo predolgo stati, sicer začnejo toniti.
"Če vzamete šotno jedro in ga posušite, je 90 odstotkov vzorca sestavljeno iz vode, " pravi Dommain. "Hoja po šotišču je tako blizu, da prideš do Jezusa, ker v bistvu hodiš po vodi."
Šotni močvirni gozd Mentangai, osrednji Kalimantan (Foto Marcel Silvius, Wetlands International) 
Odsek degradiranega in zgorelega šotnega močvirja v osrednjem Kalimantanu je aprila 2009 kot pilotno območje paludiculture (Foto Marcel Silvius, Wetlands International) 
Šolski močvirski gozd gori v Palangki Raya v Borneu septembra 2015. (Foto Björn Vaughn) 
Obadiah Kopchak (levo) in podoktorski raziskovalec Chris Moy izvajata globinske meritve na Corser Bog na Aljaski. Pri iskanju možnih območij šotiranja šote raziskovalci opravijo predhodne meritve globine s potopitvijo kovinske palice v močvirje. (Fotografsko vljudnost Jon Nichols) 
Raziskovalci previdno iztisnejo vzorec svežega šotnega jedra v beloitskih šotiščih v Bruneju, ki je globoko skoraj 15 čevljev in 2800 let. 
Pregled jedra šote kaže, kako se odmrli rastlinski material v več tisoč letih, ko se nabira, na gosto strdi. (Fotografsko vljudnost Jon Nichols) Skiciranje novih pogledov
Na terenu je postopek določanja fizičnega obsega rezerv ogljika v močvirjih počasen in pogosto frustrirajoč. V tropskih šotnih gozdovih - kjer plasti vključujejo cela drevesa, korenine in drug lesnat material - tudi specializirani nazobčani pripomočki, ki se uporabljajo za pridobivanje jedrnih vzorcev za preučevanje, včasih ne prodrejo zelo daleč. Na dober dan bodo raziskovalci lahko izluščili en uporaben vzorec.
Merjenje hitrosti izmenjave plina ali toka med šotnimi močvirji in atmosfero je še ena tehnika, ki jo znanstveniki uporabljajo za preučevanje, kako se ta območja obnašajo.
Alex Cobb, znanstvenik s področja zavezništva za raziskave in tehnologijo Singapur-MIT (SMART), uporablja različne tehnike za merjenje pretoka ogljika tako iz motečih kot nedotaknjenih šotov šote na otoku Borneo. Z več stolpov, od katerih se eden dviga 213 metrov nad gozdnim dnom, da očistimo vzhajajoči krošnja dreves Shorea albida - instrumenti merijo hitrost vetra, temperaturo in hitrost izmenjave ogljikovega dioksida, metana in dušikovega oksida med atmosfero in ekosistemom spodaj . Cobb in njegovi sodelavci upajo, da jim bo njihovo spremljanje omogočilo boljše razumevanje, kako spremembe v vodnem sistemu vplivajo na šotne šume in kako se ustrezno spreminja kolesarjenje z ogljikom.
"Ena od izzivov je, da se v podzemno vodo [iz šotnih barjev] prevaža veliko ogljika, " razlaga Cobb. Organske snovi v vodi tekočino obarvajo v barvi močnega čaja, od koder izvirajo črnovodne reke, pravi. "Ta voda lahko predstavlja od 10 do 20 odstotkov celotnega toka ogljika, ki prihaja iz degradiranega šotišča."
Popolno razumevanje obsega skladišč ogljikovega ogljika in kako se močvirje obnašajo ostaja zunaj dosega. Tako sposobnost napovedovanja njihovega vedenja kot tudi, kako se lahko njihov prispevek k svetovnemu ciklu ogljika ujema v širši podnebni model, ostaja nedostopen cilj.
Napovedovanje prihodnosti šote
Ko se podnebje segreva, bi lahko šotna območja šla na dva načina, če bi se prepustila svojim napravam. Širitev obsega rastlin pomeni, da bi se lahko kopičenje šote povečalo in ohranilo ta območja kot ponor ogljika. Ogrevanje pa povzroči nihanje padavin, ki povzročajo razkroj šotišč v vire ogljika. Ni vsako šotišče se bo na segrevanje odzvalo na enak način, zato raziskovalci potrebujejo računalniške modele, s pomočjo katerih bodo lahko pregledali vse možnosti.
Modeliranje omogoča znanstvenikom, da približajo funkcije šotišča na območjih, kjer še niso bile opravljene nobene meritve na terenu. Natančno simuliranje ravnanja s šotiščem bi raziskovalcem omogočilo, da ocenijo pretok ogljika in toplogrednih plinov, ne da bi si prizadevali za obisk vsakega nahajališča šote na polju.
Toda raziskovalci potrebujejo podatke za izdelavo natančnih modelov, do zdaj zbrani podatki pa niso skoraj dovolj obsežni, da bi jih lahko uporabili v velikih simulacijah. "Podatki brez modelov so kaos, modeli brez podatkov pa fantazija, " pravi Steve Frolking, biogeokemik z univerze v New Hampshireu, ki razvija računalniške modele, kako rezerve šote reagirajo na naravne in človeške motnje.
Podnebni modeli naenkrat pregledajo majhne koščke območja; rešetkaste celice modela z visoko ločljivostjo so velike približno 62 kvadratnih milj. Toda to je še vedno preveliko območje, da bi lahko natančno preučili vedenje šotišč.
Drugo vprašanje je, da ima vsak šotni bog izrazite značilnosti pretoka vode, ki so zelo odvisne od lokaliziranih dejavnikov, kot sta topografija in vegetacija. Tako kot močni majhni metulji je tudi vsaka šotna močvirja posebna, in ustvarjanje računalniškega modela, ki predstavlja njihovo vedenje zaradi nekoliko opazovanja tal, pripelje do velikih razlik, kadar se uporabljajo v svetovnem merilu.
"Kje so ali kako se med seboj povezujejo, ni del podrobnosti teh modelov, " pravi Frolking. „In za šoto to močno vpliva na njeno hidrologijo. Ko delate v obsegu 100 kilometrov in poskušate oblikovati vodno mizo do nekaj centimetrov, postane resnično zelo težko. "
Tretja težava je čas. Šotna območja se razvijajo skozi tisočletja, medtem ko večina podnebnih modelov deluje po vrstnem redu stoletij, pravi Thomas Kleinen, globalni modelar ogljikovega cikla na Inštitutu Max Planck za meteorologijo. Zaradi tega je težko sklepati na pogoje za razvoj šotišča v prihodnosti.
Za resnično vključitev šotišč v globalne modele ogljika in podnebja so potrebni obsežnejši zemljevidi, pa tudi več podatkov o vrstah rastlin znotraj vsakega šotišča, kje in kako se nabira voda ter o globini nahajališč.
Satelitski podatki so koristni, prav tako zemljevidi, narejeni s podatki, ki jih zbirajo brezpilotna letala, vendar ima vsaka svoje omejitve. Sateliti ne morejo prodreti zelo daleč čez gosto vegetacijo džungle ali v tla. Medtem ko so majhne države, kot je Brunej, narisale vse svoje šotne močvirne gozdove z LiDAR - laserskim sistemom, nameščenim na letalu, ki med drugim lahko naredi podrobne topografske ali vegetacijske karte - razraščajoče se države, kot je Indonezija, verjetno ne bodo sledile.
Vrnitev plime
Ko se znanstveniki trudijo, da bi zbrali več podatkov in združili globalne podnebne modele, ki vključujejo natančne predstavitve šotišča, si prizadevajo za zmanjšanje stopnje uničenja šote v jugovzhodni Aziji.
Indonezijska agencija za obnovo šotnih površin, ki je bila sestavljena v začetku leta 2016, želi obnoviti 4, 9 milijona hektarjev degradiranega šotišča v naslednjih petih letih z urejanjem njegove uporabe. Agencija bo katalogizirala kanale, ki so bili že prekopani po šotiščih, posredovala pravice do uporabe gozdov in ozaveščala lokalne prebivalce o prednostih ohranjanja šotnih močvirjev. Norveška vlada in ameriška agencija za mednarodni razvoj (USAID) sta za prizadevanja Indonezije namenili skupno 114 milijonov dolarjev.
Indonezijski predsednik Joko Widodo je konec lanskega leta izdal tudi ukaz, s katerim prepoveduje čiščenje vseh novih šotišč, čeprav že obstajajo lokalne omejitve. Silvius iz Wetlands International je skeptičen, da bo prepoved delovala, še posebej, ker si je Indonezija zastavila cilj podvojiti proizvodnjo palmovega olja do leta 2020. Čeprav gre za kmetijsko območje v zadnjem primeru, so šotni močvirni gozdovi edino preostalo zemljišče na voljo za kmetovanje.
Dommanin Smithsonian ob široki revščini na tem območju dodaja, da je pričakovanje, da bo regija odpovedala donosnim dobičkom iz palmovega olja, podobno prošnji Savdske Arabije, naj preneha črpati nafto.
"Človeška dejanja urejajo kratkoročni dobički in ne tisto, kar se dogaja v 10, 50 ali celo 100 letih, " opaža Dommain. "Težko je videti, da bo prišlo do velikih sprememb na tem gospodarskem žarišču."
Ker pa se šotna območja z nizkim položjem, ki objemajo malezijsko in indonezijsko obalno črto, izsušijo, da bi se namestila nasad, se bodo sčasoma potopili pod morsko gladino. To bi jih lahko trajno poplavilo in postalo zemljišče neprimerno za nobeno kmetijstvo.
Vendar obstajajo načini za ohranitev teh habitatov, hkrati pa jih uporabljajo za gojenje pridelkov. Pomaranče, ratana, čajevca in sago palme so primeri približno 200 pridelkov, ki jih je mogoče gojiti v šotnem močvirju. Nekatera podjetja poskušajo razviti raznovrstno matico illipe, iz močvirja Shorea stenoptera, z izboljšanimi pridelki. Zdravilo illipe lahko kot nadomestek kakavovega masla v čokoladi ali v kremi za kožo in lase nekega dne pomaga pri shemah za "rewet" odcejene in razkrojene šotne močvirje.
"Indonezijska vlada zdaj vidi, da shema za odstranjevanje tal, ki je bila odstranjena, zahteva težave, " pravi Silvius. "To bodo morali prostovoljno opustiti, ali pa ga bo narava postopno ukinila, ko bo vse izgubljeno."
