Forskere finder massive reserver af kviksølv gemt i permafrost

Forskere har opdaget permafrost på den nordlige halvkugle, der gemmer enorme mængder naturligt kviksølv, et fund med betydelige konsekvenser for menneskers sundhed og økosystemer verden over.

I en ny undersøgelse, forskere målte kviksølvkoncentrationer i permafrostkerner fra Alaska og vurderede, hvor meget kviksølv der har været fanget i permafrost nord for ækvator siden sidste istid.

Undersøgelsen afslører, at nordlige permafrostjord er det største kviksølvreservoir på planeten, lagrer næsten dobbelt så meget kviksølv som al anden jord, havet og atmosfæren kombineret.

Den nye undersøgelse blev offentliggjort i dag i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift for American Geophysical Union.

"Denne opdagelse er en game-changer, "sagde Paul Schuster, en hydrolog ved U.S. Geological Survey i Boulder, Colorado og hovedforfatter af den nye undersøgelse. "Vi har kvantificeret en pulje af kviksølv, der ikke var blevet gjort tidligere, og resultaterne har dybe konsekvenser for en bedre forståelse af den globale kviksølvcyklus. "

Varmere lufttemperaturer på grund af klimaændringer kan optø meget af det eksisterende permafrostlag på den nordlige halvkugle. Denne optøende permafrost kan frigive en stor mængde kviksølv, der potentielt kan påvirke økosystemer rundt om i verden. Kviksølv ophobes i vandkæder og terrestriske fødekæder, og har skadelige neurologiske og reproduktive virkninger på dyr.

"Der ville ikke være noget miljøproblem, hvis alt forblev frosset, men vi ved, at Jorden bliver varmere, "Sagde Schuster." Selvom måling af permafrosthastigheden ikke var en del af denne undersøgelse, den optøende permafrost giver mulighed for, at kviksølv frigives - det er bare fysik. "

De nye fund har store konsekvenser for at forstå, hvordan Jorden opbevarer kviksølv og for menneskers og miljømæssige sundhed, ifølge James Shanley, en forskningshydrolog ved U.S. Geological Survey i Montpelier, Vermont, der ikke var involveret i den nye forskning.

"Denne undersøgelse er meget ny og gør en stor opdagelse i et område, der tidligere blev ignoreret noget, "Sagde Shanley." Det viser, at permafrost repræsenterer en enorm kilde til kviksølv, og hvis det tøer op på grund af klimaændringer, kunne kviksølv frigives og betydeligt øge den globale kviksølvbyrde. "

At tackle et ukendt spørgsmål

Naturligt kviksølv, der findes i atmosfæren, binder sig med organisk materiale i jorden, bliver begravet af sediment, og bliver frosset til permafrost, hvor den forbliver fanget i tusinder af år, medmindre den frigøres af ændringer som f.eks. permafrost -optøning.

Schusters team fastslog den samlede mængde kviksølv indeholdt i permafrost ved hjælp af feltdata. Mellem 2004 og 2012, undersøgelsesforfatterne borede 13 permafrostjordkerner fra forskellige steder i Alaska, og målte de samlede mængder kviksølv og kulstof i hver kerne. De udvalgte steder med en bred vifte af jordkarakteristika for bedst at repræsentere permafrost, der findes på hele den nordlige halvkugle.

Schuster og hans kolleger fandt, at deres målinger var i overensstemmelse med offentliggjorte data om kviksølv i ikke-permafrost- og permafrostjord fra tusinder af andre steder verden over. De brugte derefter deres observerede værdier til at beregne den samlede mængde kviksølv lagret i permafrost på den nordlige halvkugle og oprette et kort over kviksølvkoncentrationer i regionen.

Undersøgelsen fandt cirka 793 gigagrammer, eller mere end 15 millioner gallon, kviksølv fryses ned i den nordlige permafrostjord. Det er omtrent 10 gange mængden af ​​alle menneskeskabte kviksølvemissioner i løbet af de sidste 30 år, baseret på emissionsestimater fra 2016.

Undersøgelsen fandt også, at al frossen og ufrosset jord i de nordlige permafrostområder indeholder en samlet 1, 656 gigagrammer kviksølv, hvilket gør det til det største kendte kviksølvreservoir på planeten. Denne pool rummer næsten dobbelt så meget kviksølv som jord uden for den nordlige permafrostregion, havet og atmosfæren kombineret.

Virkningerne af det frigivne kviksølv

Forskere er stadig usikre på, hvor meget af det lagrede kviksølv, der ville påvirke økosystemer, hvis permafrosten skulle tø op. Et stort spørgsmål drejer sig om, hvor meget af kviksølv, der ville sive ud af jorden til omgivende vandveje, ifølge Steve Sebestyen, en forskningshydrolog ved USDA Forest Service i Grand Rapids, Minnesota, der ikke var involveret i den nye forskning.

Hvis kviksølvet transporteres over vandveje, det kan optages af mikroorganismer og omdannes til methylkviksølv, han sagde. Denne form for kviksølv er et farligt toksin, der forårsager neurologiske virkninger hos dyr lige fra motorisk svækkelse til fosterskader.

"Der er et betydeligt socialt og menneskeligt sundhedsaspekt ved denne undersøgelse, "Sebestyen sagde." Konsekvenserne af, at dette kviksølv frigives til miljøet, er potentielt enorme, fordi kviksølv har sundhedsmæssige virkninger på organismer og kan rejse op i fødekæden, påvirker indfødte og andre samfund negativt. "

Edda Mutter, videnskabelig direktør for Yukon River Inter-Tribal Watershed Council, sagde den nye undersøgelse viser, at optøning af permafrost kan have alvorlige konsekvenser for lokale økosystemer og oprindelige samfund på den nordlige halvkugle.

"Landdistrikterne i Alaska og andre nordlige områder har en eksistensstil, gør dem sårbare over for methylkviksølv, der forurener deres madforsyning "Sagde Mutter." Fødekilder er vigtige for de indfødtes åndelige og kulturelle sundhed, så denne undersøgelse har store sundhedsmæssige og økonomiske konsekvenser for denne region i verden. "

Frigivelse af kviksølv kan også have vidtrækkende globale konsekvenser, ifølge Shanley. Kviksølv, der frigives til atmosfæren, kan rejse store afstande og kan påvirke lokalsamfund og økosystemer tusinder af miles væk fra udslipningsstedet, han sagde.

Schuster mener, at hans teams forskning giver politikere og forskere nye numre at arbejde med og kalibrere deres modeller, når de begynder at studere dette nye fænomen mere detaljeret. Han har til hensigt at frigive en anden undersøgelse, der modellerer frigivelse af kviksølv fra permafrost på grund af klimaforandringer, og sagde, at dette arbejde ændrer forskernes perspektiv på den globale kviksølvcyklus.

"24 procent af al jorden over ækvator er permafrost, og den har denne enorme pool af lukket kviksølv, "sagde han." Hvad sker der, hvis permafrosten tøer op? Hvor langt vil kviksølv rejse op i fødekæden? Det er store spørgsmål, som vi skal besvare. "