Sort kulstof varierer, men bliver stædigt ved, i sne og is rundt om i verden

En ny University of Colorado Boulder-undersøgelse, der sammenligner aflejring af opløst sort kulstof på is og sne i økosystemer rundt om i verden (inklusive Antarktis, Arktis, og alpine regioner i Himalaya, Rockies, Andesbjergene, og Alperne) viser, at mens koncentrationerne varierer meget, betydelige mængder kan forblive i både uberørte og ikke-urørte områder med sne.

Sort kulstof er det sodlignende biprodukt af skovbrande og fossilt brændstofforbrug, kan transporteres over lange afstande via atmosfærisk transport. Fordi disse sorte partikler absorberer mere varme end hvid sne, undersøgelsen af ​​sort kulstofkoncentrationer i gletsjere er vigtig for at forudsige fremtidige smeltehastigheder.

Forskere har tidligere studeret sort kulstof i områder med åbenlyse nærliggende kilder (såsom en kulmine på Svalbard, Norge), men mindre er kendt om dets komplekse interaktioner i snedækkede områder, der er længere væk fra menneskelig påvirkning.

Mens de nøjagtige kilder til sort kulstof ofte er svære at udpege i fjerntliggende områder, forskerne brugte molekylær analyse af det sorte kulstof sammen med analyse af vindmønstre for at vise, at Grønlands indlandsis for nylig havde set klare effekter af skovbrande, der brændte tusindvis af kilometer væk i det canadiske arktiske område.

"Vi kunne se, at kulstoffet var frisk fra disse brande, " sagde Alia Khan, en post-doc forsker i CU Boulders National Snow and Ice Data Center (NSIDC) og tidligere kandidatstuderende ved Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR). "Den molekylære signatur fra disse prøver var tydeligt forskellig fra resten af ​​vores datasæt."

Naturbrande forventes at stige i de kommende år, en tendens, der kunne forstærke virkningerne af længere sommersmeltesæsoner og give mulighed for mere sort kulstofaflejring.

"Mere eksponering for sort kulstof på isen kunne fortsætte med at drive en feedback-loop af yderligere smeltning, " sagde Khan.

Det globale omfang af undersøgelsen kan hjælpe forskere med at sætte øvre og nedre grænser for sort kulstofaflejring og bedre redegøre for virkningerne af fotonedbrydning, en proces, hvorved sollys ændrer den molekylære sammensætning over tid.

"Fotonedbrydning forvirrer den opløste sorte kulstof-signatur, sagde Khan. Lige nu, for prøver, der har været udsat for sollys i længere tid, det er svært at udpege kilden. Imidlertid, friske prøver som dem, vi indsamlede på Grønlands indlandsis, kan vise en tydelig naturbrandsignatur."

Den relativt høje mængde sort kulstof, der er målt i en isvandsstrøm i Grønland, kan også tyde på, at partiklerne kan transporteres lokalt hen over isoverflader gennem smelteprocesser.

"Indflydelsen af ​​fjerne skovbrande på smeltehændelser på Grønlands indlandsis er i sagens natur udfordrende at påvise, og disse klare kemiske resultater giver endnu en evidens for denne sammenhæng, " sagde Diane McKnight, en CU Boulder professor og en medforfatter af undersøgelsen.

Forskningen var også medforfatter af Richard Armstrong og Mark Williams fra CU Boulder, INSTAAR og NSIDC; Sasha Wagner og Rudolf Jaffe fra Florida International University; og Peng Xian fra Naval Research Laboratory i Monterey, Californien.

National Science Foundation, det amerikanske agentur for international udvikling, Dark Snow Project og Florida Coastal Everglades Long-Term Ecological Research Program gav finansiering til dette arbejde.

Resultaterne blev for nylig offentliggjort online i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , en udgivelse af American Geophysical Union.