Long-Term Wildfire Exposure of North American Lakes: Watershed Burning and Smoke Plumes

I laghi del Nord America sono molto più di semplici sfondi panoramici; sono motori vitali del pianeta, che forniscono acqua potabile, sostengono una vita diversificata e mantengono le economie locali. Per decenni, gli scienziati hanno osservato come gli incendi boschivi rimodellino il territorio, ma la storia di come questi fuochi influenzino l'acqua è rimasta incompleta. Sappiamo che quando un incendio brucia la terra che circonda un lago, può trasportare cenere e suolo nell'acqua, cambiandone la chimica. Tuttavia, esiste un altro modo, meno visibile, attraverso cui il fuoco raggiunge l'acqua: attraverso l'aria. Il fumo trasporta minuscole particelle, nutrienti e sostanze chimiche per centinaia di miglia, spostandosi su paesaggi che non hanno mai visto una fiamma. Con l'aumentare della grandezza e della frequenza degli incendi boschivi, è emersa una domanda critica: i laghi vengono modificati principalmente dagli incendi che bruciano nei loro immediati dintorni o dalle vaste nuvole di fumo che attraversano il continente?

Un nuovo studio che copre sedici anni offre una risposta definitiva a questa domanda. I ricercatori hanno mappato la storia degli incendi boschivi e del fumo attraverso quasi un milione di laghi in Canada e negli Stati Uniti, dal 2008 al 2024. Hanno scoperto che, sebbene l'area totale di terra bruciata dal fuoco sia cresciuta, il numero di laghi il cui terreno circostante viene effettivamente bruciato è rimasto relativamente costante e imprevedibile. Al contrario, il numero di laghi coperti dal fumo è esploso. Quello che un tempo era un evento raro per la maggior parte dei laghi è diventato un'esperienza quasi universale. Lo studio rivela che il fumo è ora il modo dominante in cui gli incendi boschivi influenzano le acque interne, influenzando molti più laghi per periodi più lunghi di quanto non possa fare il diretto incendio della terra.

I ricercatori hanno iniziato esaminando la scala pura del fuoco sul continente. Dal 2008, l'area totale bruciata ogni anno è aumentata, spinta in gran parte da un'ondata di incendi nelle foreste ad alta latitudine, in particolare quelle a nord del 50° parallelo. Queste foreste settentrionali bruciano in modo più intenso e frequente, un cambiamento che ha alterato la natura stessa del fumo. Gli incendi forestali producono significativamente più fumo per acro rispetto agli incendi nelle praterie o nelle zone arbustive perché gli alberi contengono più combustibile e bruciano per più tempo. Ciò significa che, mentre gli incendi si spostano verso nord in queste fitte zone boscose, generano enormi pennacchi di fumo che viaggiano per grandi distanze.

Quando il team ha esaminato come questa attività di incendio abbia toccato i laghi, è emersa una chiara divergenza. Hanno tracciato quanti laghi avessero il fuoco che bruciava direttamente all'interno dei loro bacini idrografici — l'area di terra che drena l'acqua in un determinato lago. Nonostante l'aumento dell'attività totale degli incendi, il numero di laghi che subiscono questo incendio diretto non ha seguito un trend costante verso l'alto. In un anno qualsiasi, circa 25.000 laghi hanno il fuoco nei loro bacini, ma questo numero fluttua selvaggiamente. Alcuni anni vedono solo 7.000 laghi colpiti, altri quasi 63.000. La scoperta chiave è che anche quando la stagione degli incendi è da record, ciò non garantisce che più laghi abbiano il fuoco proprio accanto a loro. Gli incendi semplicemente non colpiscono i punti specifici dove si trovano i laghi in un modello coerente.

La storia cambia completamente guardando il fumo. I ricercatori hanno contato quanti giorni all'anno un lago è stato coperto da un pennacchio di fumo. Nel 2008, solo l'1,6 percento dei laghi, circa 16.000, ha sperimentato più di 20 giorni di fumo. Nel 2023, quel numero era schizzato all'88 percento, ovvero circa 866.000 laghi. Anche la stagione del fumo si è allungata. Tra il 2008 e il 2017, il periodo in cui il fumo copriva regolarmente migliaia di laghi durava circa 165 giorni. Tra il 2018 e il 2024, quella finestra si è ampliata a 208 giorni, iniziando prima in primavera e terminando più tardi in autunno. Durante questa stagione prolungata, il numero medio di laghi sotto il fumo ogni giorno è aumentato di quasi l'80 percento.

Questo cambiamento ha profonde implicazioni per la nostra comprensione dell'impatto del fuoco sull'acqua. Lo studio mostra che la minaccia non riguarda più solo il fuoco che brucia il terreno intorno a un lago. Si tratta del fatto che l'atmosfera stessa stia diventando un sistema di consegna per gli effetti del fuoco. Il fumo trasporta cenere, nutrienti e contaminanti attraverso migliaia di miglia, depositandoli nei laghi che si trovano molto lontani dalle fiamme. Ciò significa che un lago in una regione senza incendi attivi può comunque essere alterato chimicamente da un incendio che brucia a centinaia di miglia di distanza. I ricercatori hanno notato che i laghi esposti a questo fumo tendono a trovarsi a altitudini più elevate, situati in o sottovento alle regioni montuose e forestali dove questi massicci incendi sono più comuni.

Anche l'intensità di questa esposizione sta cambiando. Mentre il bruciare severo del bacino di un lago — dove più della metà del terreno viene carbonizzato — rimane un evento raro, l'esposizione estrema al fumo sta diventando comune. Nel 2023, alcuni laghi hanno sperimentato il fumo per oltre 150 giorni. Lo studio suggerisce che questo crescente dominio del fumo è legato al tipo specifico di incendio che guida la tendenza. Gli incendi che si spostano nelle foreste settentrionali producono fino a 20 volte più emissioni per unità di area rispetto agli incendi nelle regioni meridionali più secche. Poiché questi incendi settentrionali bruciano con minore efficienza, spesso andando in combustione lenta anziché con fiamme libere, rilasciano più particolato e black carbon nell'aria, creando i pennacchi densi e persistenti che ora coprono i laghi del continente.

I ricercatori sono stati attenti a sottolineare i limiti dei loro dati. La loro analisi ha tracciato la presenza di pennacchi di fumo nell'alta atmosfera, rilevati dai satelliti, piuttosto che misurare la concentrazione esatta di fumo sulla superficie dell'acqua. Sebbene un pennacchio sopra un lago non significhi sempre che ci sia fumo pesante che si deposita sull'acqua, indica comunque che il lago è sotto l'influenza delle emissioni dell'incendio. Anche senza deposizione diretta, la presenza di fumo sovrastante può alterare la quantità di luce solare che raggiunge l'acqua e cambiare le temperature superficiali, entrambi fattori critici per la vita all'interno del lago.

Questo lavoro ridefinisce la comprensione degli impatti degli incendi boschivi sugli ecosistemi di acqua dolce. Per anni, l'attenzione è stata rivolta alle conseguenze immediate di un incendio che brucia un bacino idrografico. I nuovi dati mostrano che la vera storia è molto più ampia e persistente. L'influenza degli incendi boschivi sui laghi del Nord America non è più un evento locale confinato alla cicatrice dell'incendio. È un fenomeno continentale guidato dall'atmosfera. Man mano che gli incendi continuano a intensificarsi e a spostarsi verso nord, il fumo che producono probabilmente continuerà ad espandere la sua portata, influenzando la qualità dell'acqua, la biologia e la chimica dei laghi ben oltre le linee di fuoco. Ciò suggerisce che proteggere queste risorse idriche richiederà di guardare oltre i margini del terreno bruciato e di comprendere i vasti, invisibili percorsi che collegano il fuoco, il cielo e l'acqua.