Экспериментальный лес, где учёные впервые обнаружили кислотные дожди

Эксперимент со снежной бурей в лесу Хаббард-Брук

В Белых горах в штате Нью-Гэмпшир (США) есть лес. Он раскинулся в маленькой долине. В нём растут тонкие берёзы, буки и сахарные клёны. Небо над ним кобальтово-синее и холодное, а чистые ручейки, бегущие по земле, впадают в небольшое зеркальное озеро. Кому-то этот лес может показаться идеальным для пеших прогулок.

Но если вам однажды удастся попасть туда, вы заметите несколько странных вещей: деревья, усеянные металлическими ярлыками, которые звенят, как ошейники с колокольчиками у собак; человека вдалеке, сгребающего снег лопатой на небольшом участке земли; ветки, покрытые льдом, словно недавно здесь бушевала снежная буря.

Все эти, казалось бы, таинственные вещи имеют цель. В общем, это не просто площадь земли, заросшая деревьями. Это экспериментальный лес Хаббард-Брук – 63-летняя живая лаборатория, расположившаяся на участке 3150 гектар: она помогает учёным понять мир вокруг нас.

Старая открытка с изображением долины

«В данный момент в лесу Хаббард-Брук работает около 60 сотрудников», – говорит руководитель Айан Халм. Они занимаются различными проектами, начиная от изучения того, как питательные вещества циркулируют в экосистеме, и отслеживания популяций животных, и заканчивая тем, как северные леса реагируют на события вроде засухи или изменения климата.

Халм, лесник по образованию, работает здесь с 1990 года. В его кабинете полно оленьих рогов, которые он нашёл, когда прогуливался пешком или ехал на снегоходе по лесу.

«Олени сбрасывают рога раз в год, – говорит Халм. – Мне приходится подбирать их».

Когда Халм не занимается поиском оленьих рогов, он убирает с троп упавшие деревья, расчищает снег с дорог или помогает с установкой приборов для сбора данных, камер и беспроводного оборудования.

Белые горы в Нью-Гэмпшире

«Когда я начинал работать здесь, тогда ещё не было электроники, как сейчас. Всё делалось вручную при помощи таблиц и диаграмм», – говорит Халм. Каждый час данные предаются в штаб-квартиру. И если что-то идёт не так, Халм узнаёт об этом немедленно. «Раньше всё проверяли на месте, а теперь каждое утро мы смотрим на компьютерные экраны», – сообщает он.

Тем не менее, Халм любит прогуливаться по лесу. Его любимое место – ущелье, в которое стекает ручеёк, образуя озерцо на дне.

И хотя лес Хаббард-Брук открыт для посещения (формально это часть Национального леса Белых гор), здесь в основном проводят различные исследования. В 1955 году Лесная служба США выделила это место для изучения гидрологии, экологии и лесного хозяйства, и почти сразу же оно начало выдавать сюрпризы.

В 1963 году группа учёных начала изучать образцы дождевых осадков, выпавших в лесу. Они обнаружили, что дождь был кислотным. pH дождевой воды был такой же, как и уксуса. Учёные смогли отследить причину данного явления – загрязнение воздуха промышленными выбросами. В 1972 году они опубликовали результаты своих исследований в научном докладе – первом официальном документе о кислотных дождях в Северной Америке. Их работа взволновала общественность, и в 1990 году президент Джордж Буш подписал «Акт о чистом воздухе», в котором уделялось внимание опасности кислотных дождей.

С тех пор учёные продолжают отслеживать качество воды, уровень загрязнения и прочие показатели в лесу Хаббард-Брук. Данные, которые они получают, являются невероятно ценными с научной точки зрения.

Эксперимент с засухой в лесу Хаббард-Брук

«Нам действительно нужно места, где мы могли бы отслеживать долгосрочные явления», – говорит Халм. Данные, собранные за год или два, очень важны, но если вы хотите увидеть полную картину происходящего, вам потребуются десятилетия работы. «Это действительно помогает нам понять, какое влияние мы оказываем на природу».

Около 60 учёных, исследователей и студентов в данный момент работают в лесу Хабборд-Брук – включая доктора Памелу Темплер из Бостонского университета.

Темплер проводит свою серию экспериментов в Хаббард-Бруке. Она и её команда используют снежные лопаты и нагревательные кабели, чтобы изучить ещё одно важное явление, которое может оказывать влияние на наши леса: изменения климата.

Эксперимент, связанный с изменениями климата, в Хаббард-Бруке

«Идея заключалась в том, чтобы создать условия, в которых окажутся леса в предстоящем столетии», – говорит Темплер. Согласно результатам исследований, к 2080 году средняя температура воздуха на северо-востоке США поднимется на 10 градусов Фаренгейта (примерно 0,3 градуса Цельсия), а это может привести к более тёплым вегетационным периодам и меньшему количеству снежных осадков зимой. Темплер симулирует изменённые климатические условия при помощи кабелей, которые нагревают почву, и ручной очистки снега.

В ходе предыдущих экспериментов в Хаббард-Бруке Темплер обнаружила следующее: чем меньше снега, тем суровее мороз. Оказывается, что «снежное одеяло» функционирует как иглу, защищая почву (и корни деревьев) от холода.

«В мире с меньшим количеством снега почвы станут холоднее», – говорит Темплер. Её команда, наряду с отслеживанием роста деревьев, занимается экспериментом, известным как CCASE (англ. Climate Change Across Seasons Experiment – Эксперимент по изучению изменений климата в разное время года).

Многие из экспериментов намеренно манипулируют аспектами леса, чтобы узнать больше информации, однако существуют также наблюдательные исследования, такие как забор образцов воды и отслеживание популяций животных.

«Леса обеспечивают нас чудесными ресурсами, включая чистую воду и воздух, в них произрастают растения и обитают животные», – говорит Темплер. Мы должны знать, насколько они изменятся в будущем, если хотим сохранить их. Человеческая деятельность оказывает на них очень сильное влияние. Учёным необходимо понимать его масштабы, и экспериментальный лес Хаббард-Брук помогает им в этом.