Arktiske søer frigiver relativt ungt kulstof, undersøgelse opdager

Når arktisk permafrostjord tøer op, drivhusgasser frigives til atmosfæren, men det meste af det kulstof, der i øjeblikket undslipper fra søer i det nordlige Alaska, er relativt ungt, ifølge en ny undersøgelse ledet af forskere ved University of California, Irvine.

"Dette fund er afgørende, fordi meget af den biomasse, der er lagret under jorden i Arktis, er gammel, går tilbage til Pleistocæn-epoken, som endte mere end 11, 500 år siden, sagde Claudia Czimczik, UCI lektor i jordsystemvidenskab, der ledede undersøgelsen, der vises i denne uge i Natur klimaændringer . "Når hovedparten af ​​det meget gamle kulstof genanvendes og frigives, vi vil se på en massiv nettostigning i emissionerne af de gasser, der forværrer den globale opvarmning."

Men forskere, der bruger kulstof-14-dateringsteknikker, har fastslået, at det kulstof, der udsendes af disse arktiske søer, er akkumuleret i de seneste årtier og århundreder, versus adskillige årtusinder, hvilket betyder, at der bliver mindre påvirkning af klimaet.

"Disse unge kulstofpuljer inkluderer højst sandsynligt forholdsvis friske fotosyntetiske produkter, der skylles ud i søerne fra deres omkringliggende vandskel, organisk materiale fra vandplanter og fytoplankton, eller vandbåret opløst uorganisk kulstof, " sagde hovedforfatter Clayton Elder, en forsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, der var Ph.D. studerende ved UCI under dette projekt.

Forskerholdet undersøgte et mangfoldigt udvalg af søer på tværs af 96, 500 kvadratkilometer sektion af Alaskas nordlige skråning, et område større end Oregon. De tog prøver i både vinter- og sommermånederne i 2013 og 2014.

Ved at studere søer over et stort område, forskerne var i stand til at illustrere virkningen af ​​det fysiske miljø på kulstofemissionsmønstre. Forskelle i sedimentteksturer i permafrosten omkring søerne spiller en rolle; finere partikler kan binde mere kulstof i længere perioder end sandere jord. Optøning af finere sedimenter kan også frigive større mængder af næringsstoffer for at stimulere mikrobiel nedbrydning af organisk materiale, udstøder flere drivhusgasser.

Et andet nøglefund er, at næsten alle de drivhusgasser, der udsendes fra de undersøgte vandmasser, var i form af kuldioxid (CO2), ikke metan (CH4). CO2 er omkring 30 gange mindre effektiv til at fange solvarme end CH4. Ældste sagde, at den lille ældgamle kulstof, der udsendes fra Alaskas søer, også for det meste er CO2 i stedet for CH4.

"Dette indebærer, at en stor del af den CH4, der produceres i søsedimenter, oxideres til CO2 i vandsøjlen før udledning til atmosfæren, sagde han. Isdække, som er følsom over for klimaet, er særlig vigtig for at omdanne potentielle CH4-emissioner til den mindre virkningsfulde CO2, fordi det hæmmer emissioner og gør CH4 sårbart i længere perioder over for oxiderende mikrober, der lever i vandsøjlen. Hvis vi mister mere og mere is i fremtiden på grund af opvarmning, højere andele af kulstof kan udsendes som CH4."

Anden forskning har vist, at mens metan fra ældgamle kulstofreservoirer frigives til bundvandet i det arktiske hav ud for Alaskas kyst, kun små mængder når faktisk op til overfladen. Dette tyder på, at vandsøjleoxidation er en stærk kontrol med emissionen af ​​gammelt kulstof til atmosfæren som den kraftige drivhusgas CH4.

Ældste kaldte denne undersøgelse for en første for arktiske søer. "Vores mål var at måle drivhusgasemissioner på relevante skalaer af rum og tid, så vores datasæt repræsenterer en vigtig baseline, som fremtidige undersøgelser kan bruge til sammenligningsformål, " sagde han. "Disse følsomme miljøer er blevet groft understuderet i fortiden, især i betragtning af deres potentielle indvirkning på det globale klima."