Rök från omfattande bränder i Indonesien sommaren och hösten 2015 hängde tungt över stora stadskärnor i Sydostasien, orsakar negativa hälsoeffekter för miljontals människor. De drabbade kunde inte ha vetat att den förorenade luften de andades innehöll kol från växter som levde under medeltiden.

Under den långvariga branden, som utlöstes av en El Nino-driven torka, forskare samlade rökpartiklar på campus vid National University of Singapore och skickade prover till sina kollegor vid University of California, Irvine. UCI:s forskare daterade isotoper av partiklarnas kolatomer, att hitta dem att ha en medelålder på 800 år.

Genom att kombinera denna analys med atmosfärisk modellering av rökplymers rörelse från hösten 2015, teamet letade fram källan till det farliga molnet:pyrande torv på öarna Borneo och Sumatra. Resultaten publicerades idag i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Vår forskning visar att nästan alla rökutsläpp härrörde från förbränning av holocenåldrad torv, " sa första författaren Elizabeth Wiggins, en postdoktor vid NASAs Langley Research Center som ledde studien som Ph.D. kandidat i jordsystemvetenskap vid UCI, tog examen 2018. "Även om denna torv har fungerat som en markbunden kollagringsreservoar under de senaste tusen åren, det är nu en betydande källa till kol till atmosfären. "

Forskarnas arbete ger en oberoende bekräftelse på att indonesisk torv var brandpunkten för bränderna, belyser människans roll i miljökatastrofen.

"Detta är de första direkta mätningarna som visar att röken härstammar från förbränning av torvlager som är hundratals till tusentals år gamla, " sa studiens medförfattare James Randerson, UCI:s Ralph J. &Carol M. Cicerone ordförande i Earth System Science. "Bönderna dränerar torven eftersom vattensjuka jordar är dåliga för att odla oljepalmer och andra grödor, och de försöker bränna av ytskikt för att komma till mineraljorden nedanför."

Indonesiens torvmarker, som innehåller lika mycket kol som all levande biomassa i Amazonas regnskog, enligt Randerson, hade lämnats ensam i årtusenden, fungerar huvudsakligen som livsmiljö för sällsynta arter som orangutanger och sumatrantigrar. Under de senaste decennierna, utvidgning av jordbruket i avlägsna södra Borneo och obebodda delar av Sumatra har lett till att dessa kritiskt viktiga ekosystem försämrats.

"Det här var allt mänskligt driven, ", sa Randerson. "Bränderna hjälper en liten del av befolkningen, men kostnaderna för människor långt borta i städer som Singapore och Kuala Lumpur är enorma."

Medförfattare Claudia Czimczik, UCI docent i jordsystemvetenskap, sa att torvmarkerna "gör oss en tjänst" om de lämnas ostörda. "Dessa torv, i allmänhet, utföra många viktiga tjänster för människor i regionen och även för klimatet, " sa hon. "De lagrar kol som annars skulle finnas i atmosfären, och de kan innehålla mycket vatten vid överskott och bidra till att förhindra översvämningar. "

Czimczik pekade också på vikten av att hitta bättre sätt att hantera dessa ekosystem.

"Vi måste hitta mer hållbara jordbrukslösningar där vi bevarar tropiska skogar och torvmarker för att ge alla dessa fördelar samtidigt som vi ökar livsmedelssäkerheten."