Оптимальное время для бега 40-45 минут
Спринты - 20-25 (тут важнее количество "раундов" чем общее время).
Да, исследования есть и факт подтверждается.
Вопрос в другом.
Сколько гликогена в ваших запасах? Сколько его сожгется за первые, вторые и третье 20 минут?
Никто еще не смог раскинуть по пропорциям сколько чего (углеводов, жиров . или белка из мышц) организм использует в какой момент.
Постоянно пополняя его сахаром, рисом и др углеводвми, переизбытком белка и калорий в общем - гликогена будет постоянно приLiчно.
УТреннее голодное кардио - тоже не гарантия что запасы гликогена в мышцах настолько низки...

Я обычно рекомендую не париться, а "расходовать энергию". При беге хоть так хоть сяк идет расход калорий. Если бег на результат - заправлться углеводами для быстрой энергии. Если же на похудение - я выстраиваю кардио тренировки так что перед ними - белок, и после них белок и, возможно, жиры - для поддержки мышечной массы.
Углеводв через часа 2-3 после тренировки, обычно это следующий (после пост-тренировочного) прием еды.

Т.е. на завтрак наприме белковый омлет - тренировка - рыба или курогрудка с овощами иногда + цельные орехи или авокадо, или ложка оливкового масла в овощи.
След прием еды тоже (без жиров) + медленные углеоды (цельный рис, овсянка пол чашки сухого продукта порция)

Вечером - аналогично, но углеводы уже не принимаю до утра. УТром полноценный завтрак с белком и медленными углеводами. Таким образом, к примеру, можно составить расписание утренних пробежек на через день + спринтов хоть каждый день.

Cвой жирок я таким образом стопила весной быстро.

ЛИчно мне более эффективными в целях похудения кажутся 40 минутные пробежки по утрам, и спринты по вечерам.

Не забивай в голову. Имеет место быть и традиционный подход к кардио, и высокоинтенсивный-интервальный. Я, к примеру, за первый.

Это уже относится ко второму подходу, к интервальным тренировкам на высоком пульсе.

Да, перебор. Делать монотонное кардио нужно минут 60 максимум, в целях опустошения в течение этих 60 минут жировых энергетических запасов в мышцах (в целях выжигания внутримышечных триглицеридов). Вопрос кардио хорошо описан у Селуянова В.Н. в "Технологии оздоровительной физической культуры".

Жир это основной источник энергии организма наравне с углеводами, тренинг увеличивает траты жиров.
По этому тренинг ничего не начинает и не заканчивает, жир тратится всегда. Почитай физиологию, можно взять для спорта, там по проще.