En groggy klimagigant:Undersøisk permafrost vågner stadig efter 12. 000 år

I det fjerne nord, det svulmende Arktiske Ocean oversvømmede store dele af kysttundra og steppeøkosystemer. Selvom havvandet kun var et par grader over frysepunktet, det begyndte at tø permafrosten under sig, udsætter milliarder af tons organisk stof for mikrobiel nedbrydning. Det nedbrydende organiske stof begyndte at producere CO ₂ og CH ₄ , to af de vigtigste drivhusgasser.

Selvom forskere har studeret nedbrydende undersøisk permafrost i årtier, vanskeligheder med at indsamle målinger og dele data på tværs af internationale og disciplinære skel har forhindret et samlet skøn over mængden af ​​kulstof og frigivelseshastigheden. En ny undersøgelse, ledet af ph.d. kandidat Sara Sayedi og seniorforsker Dr. Ben Abbott ved Brigham Young University (BYU) offentliggjort i IOP Publishing tidsskrift Miljøforskningsbreve , kaster lys over den undersøiske permafrost klimafeedback, generere de første estimater af cirkumarktiske kulstoflagre, frigivelse af drivhusgasser, og mulig fremtidig reaktion fra den undersøiske permafrostzone.

Sayedi og et internationalt hold af 25 permafrostforskere arbejdede under koordinering af Permafrost Carbon Network (PCN), som er støttet af U.S. National Science Foundation. Forskerne kombinerede resultater fra publicerede og upublicerede undersøgelser for at estimere størrelsen af ​​tidligere og nuværende undersøiske kulstoflager og hvor meget drivhusgas den kunne producere i løbet af de næste tre århundreder.

Ved at bruge en metode kaldet ekspertvurdering, som kombinerer flere, uafhængige plausible værdier, forskerne vurderede, at den undersøiske permafrostregion i øjeblikket fanger 60 milliarder tons metan og indeholder 560 milliarder tons organisk kulstof i sediment og jord. Til reference, mennesker har frigivet i alt omkring 500 milliarder tons kulstof i atmosfæren siden den industrielle revolution. Dette gør den undersøiske permafrost-kulstofbeholdning til en potentiel gigantisk økosystemfeedback til klimaændringer.

"Undersøisk permafrost er virkelig unik, fordi den stadig reagerer på en dramatisk klimaændring fra mere end ti tusind år siden, " sagde Sayedi. "På nogle måder, det kan give os et kig ind i den mulige reaktion fra permafrost, der tøer op i dag på grund af menneskelig aktivitet."

Estimater fra Sayedis hold tyder på, at undersøisk permafrost allerede frigiver betydelige mængder drivhusgas. Imidlertid, denne udgivelse skyldes primært ældgamle klimaændringer snarere end nuværende menneskelig aktivitet. De anslår, at undersøisk permafrost frigiver cirka 140 millioner tons CO ₂ og 5,3 millioner tons CH4 til atmosfæren hvert år. Dette svarer i størrelsesordenen til Spaniens samlede drivhusgasfodaftryk.

Forskerne fandt ud af, at hvis menneskeskabte klimaændringer fortsætter, udgivelsen af ​​CH ₄ og CO ₂ fra undersøisk permafrost kan stige betydeligt. Imidlertid, denne reaktion forventes at forekomme i løbet af de næste tre århundreder snarere end brat. Forskere vurderede, at mængden af ​​fremtidige drivhusgasudledninger fra undersøisk permafrost afhænger direkte af fremtidige menneskelige emissioner. De fandt ud af, at under et business-as-usual-scenarie, Opvarmning af undersøisk permafrost frigiver fire gange mere CO2 ₂ og CH ₄ sammenlignet med når menneskelige emissioner reduceres for at holde opvarmningen under 2°C.

"Disse resultater er vigtige, fordi de indikerer en væsentlig, men langsom klimafeedback, Sayedi forklarede. "Nogle dækning af denne region har antydet, at menneskelige emissioner kunne udløse katastrofal frigivelse af metanhydrater, men vores undersøgelse tyder på en gradvis stigning over mange årtier."

Selvom denne klimafeedback er relativt gradvis, forskerne peger på, at undersøisk permafrost ikke indgår i nogen nuværende klimaaftaler eller drivhusgasmål. Sayedi understregede, at der stadig er stor usikkerhed omkring undersøisk permafrost, og at der er behov for yderligere forskning.

"Sammenlignet med hvor vigtig undersøisk permafrost kan være for fremtidens klima, vi ved chokerende lidt om dette økosystem, " sagde Sayedi. "Vi har brug for flere sediment- og jordprøver, as well as a better monitoring network to detect when greenhouse gas release responds to current warming and just how quickly this giant pool of carbon will wake from its frozen slumber."