Kyst erosjon i Arktis intensiverer global oppvarming

Anonim

Tapet av arktiske permafrostdeposisjoner ved kystosion kan forsterke klimaoppvarming via drivhuseffekten. En studie med sedimentprøver fra Okhotskhavet på Russlands østkyst ledet av forskere fra AWI, viste at tapet av arktisk permafrost ved slutten av den siste istiden førte til en gjentatt plutselig økning i karbondioksidkoncentrasjonen i atmosfæren.

I dag er den eksakte størrelsen av den fremtidige økningen i klimagass konsentrasjoner fortsatt ukjent. Dette skyldes delvis at karbondioksid ikke bare produseres av mennesker som brenner gass, kull og olje; det kan også finne sin vei inn i atmosfæren som følge av naturlige miljøprosesser. Den positive tilbakemeldingen mellom oppvarming og utslipp av stadig økende mengder karbondioksid fra naturlige kilder er en spesiell trussel. For å muliggjøre en bedre vurdering av hvorvidt og hvordan slike utviklinger er mulige, studerer klimaforskere historikk fra fortiden for å finne bevis på disse hendelsene.

Forskere fra Alfred Wegener Institutt Helmholtz senter for polar- og marinforskning (AWI) sammen med kolleger fra København og Zürich har nå funnet bevis på dette fenomenet for de arktiske permafrostregionene. Som forfatterne rapporterer i tidsskriftet Nature Communications, gjennom sine undersøkelser langs kysten av Okhotskhavet i Øst-Russland, kunne de vise at for flere tusen år siden ble store mengder karbondioksid frigjort fra arktisk permafrost på grunn av en rask oppgang av havnivået. Permafrost er bakken som forblir frossen hele året ned til dybder på opptil flere hundre meter. Noen områder har blitt frosset siden den siste istiden for 20.000 år siden eller enda lenger. Som en gigantisk fryser, beholder permafrostjordene store mengder død biomasse, hovedsakelig planterester. Når permafrosten tiner, begynner bakteriene å nedbryte den gamle biomassen, og deres metabolisme frigir drivhusgassene karbondioksid og metan.

Nå vet vi at rundt 11 500, 14 600 og 16 500 år siden skjedde signifikante og plutselige stigninger i karbondioksidnivået i atmosfæren, men årsakene til disse tre raske svingningene er fortsatt dårlig forstått. For å undersøke årsakene, dro en gruppe forskere ledet av AWI geologer Dr. Maria Winterfeld og Prof Dr. Gesine Mollenhauer for Okhotskhavet. "Vi antok for det første at den enorme Amur-elven da hadde store mengder plantemateriale fra innlandet, hvilke mikroorganismer i vannet da brøt ned i karbondioksid. Så samlet vi sedimentprøver fra havbunnen, som vi deretter analyserte ." Funnene var overraskende: Dyp i sedimentet fant forskerne bevis på plantesteder som hadde blitt avsatt på havbunnen. Disse var flere tusen år eldre enn de omkringliggende innskuddene, noe som gjorde det klart at de må ha stammer fra ekstremt gammel permafrost som av en eller annen grunn plutselig hadde tint seg. Spesielt store mengder av disse plantevernene ble vasket i sjøen 11 500, 14 600 og 16 500 år siden. Men Amurs utladningsgrad var ikke signifikant høyere på disse tidspunktene.

Gesine Mollenhauer og hennes team fant løsningen på dette puslespillet da de så på endringene i havnivå siden siste istid. Omkring 11.500 og 14.600 år siden førte spesielt sterk smelting av isarkene til det som er kjent som smeltevannspulser - og hver gang steg havnivået opp til 20 meter i løpet av noen få århundrer. "Vi antar at dette resulterte i alvorlig erosjon av permafrostkysten i Okhotskhavet og Nord-Stillehavet - et fenomen som vi kan observere i Arktis i dag." Dette tillot at store mengder flere tusen år gamle planter gjenstår å komme inn i havet, hvorav noen ble brutt ned i karbondioksid av bakterier eller deponert i havbunnen.

For å avgjøre om en slik permafrost erosjon faktisk kunne ha vært en nøkkelfaktor i økninger i den globale karbondioksidkonsentrasjonen, brukte AWI-kollega Dr. Peter Köhler en datamodell for å simulere den globale karbon-syklusen. Ved å estimere området for permafrost som ble tapt til sjøen på det tidspunktet, oppnådde han data om den sannsynlige mengden av karbondioksid som ble utgitt. Resultatene er øyeåpning - 11 500 og 14 600 år siden bidro erosjon av arktisk permafrost sannsynligvis til ca 50 prosent av karbondioksidforhøyelsen og 16 500 år siden til omtrent en fjerdedel.

AWI-teamet har dermed avslørt en prosess som kan bli realitet i fremtiden. I dag er den arktiske permafrostkysten eroderende alvorlig fordi regionen er oppvarming raskt. Noen steder kaster kysten seg med en hastighet på 20 meter per år. Gesine Mollenhauer sier, "Våre funn viser at denne kystososjonen er en viktig prosess, men til dags dato har den ikke blitt vurdert tilstrekkelig i klimamodellene. Slike effekter må inkluderes i fremtidige modeller."

menu
menu