Det tempo, hvormed verdens permafrostjorde opvarmes

Den globale opvarmning forårsager stigende skade i verdens permafrostområder. Som den nye globale sammenlignende undersøgelse udført af det internationale permafrostnetværk GTN-P viser, i alle regioner med permafrostjord steg temperaturen på den frosne jord i en dybde på mere end 10 meter med et gennemsnit på 0,3 grader Celsius mellem 2007 og 2016 – i Arktis og Antarktis, samt de høje bjergkæder i Europa og Centralasien. Virkningen var mest udtalt i Sibirien, hvor temperaturen på den frosne jord steg med næsten 1 grad celsius. Den banebrydende undersøgelse er netop blevet offentliggjort i online-tidsskriftet Naturkommunikation .

Omtrent en sjettedel af jordarealet på Jorden omfatter permafrostområder, hvilket betyder, at jorden har været permanent frossen i mindst to på hinanden følgende år. I de fleste af disse regioner, imidlertid, kulden trængte ind i jorden for årtusinder siden; som resultat, i de mest ekstreme tilfælde, permafrosten fortsætter til en dybde på 1,6 kilometer. I Arktis, folk er afhængige af permafrostjorden som et stabilt fundament for huse, veje, rørledninger og lufthavne. Men i kølvandet på den globale opvarmning, integriteten af ​​disse strukturer bringes i stigende grad i fare, skaber enorme omkostninger. Ud over, permafrostjord indeholder enorme mængder af bevaret plante- og dyremateriale. Hvis dette organiske materiale optøs sammen med permafrosten, mikroorganismer vil begynde at nedbryde det - en proces, der kunne producere nok kuldioxid og metan-emissioner til at hæve den globale middeltemperatur med yderligere 0,13 til 0,27 grader Celsius inden år 2100.

En ny sammenlignende undersøgelse udgivet af GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost) viser for første gang, i hvilket omfang permafrostjorden rundt om i verden allerede er opvarmet. Til brug for undersøgelsen, de deltagende forskere overvågede og analyserede jordtemperaturen i boringer i Arktis, Antarktis og forskellige høje bjergkæder rundt om i verden i 10 år. Dataene blev indsamlet på dybder større end 10 meter, for at udelukke indflydelsen af ​​sæsonbestemte temperaturvariationer.

Det komplette datasæt omfatter 154 boringer, 123 af dem leverer data for et helt årti, mens resten kan bruges til at forfine beregninger af årlig afvigelse. Resultaterne viser, at i de 10 år fra 2007 til 2016, temperaturen i permafrostjorden steg ved 71 af de 123 målesteder; i fem af boringerne, permafrosten var allerede ved at tø op. I modsætning, jordtemperaturen sank ved 12 boringer, f.eks., på individuelle steder i det østlige Canada, det sydlige Eurasien og på den antarktiske halvø; ved 40 boringer, temperaturen forblev stort set uændret.

Forskerne observerede den mest dramatiske opvarmning i Arktis:"Der, i regioner med mere end 90 procent permafrostindhold, jordtemperaturen steg med i gennemsnit 0,30 grader Celsius inden for 10 år, " rapporterer førsteforfatter Dr. Boris Biskaborn, medlem af forskningsgruppen Polar Terrestrial Environmental Systems ved Alfred Wegener Institutets faciliteter i Potsdam, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning. I det nordøstlige og nordvestlige Sibirien, temperaturstigningen ved nogle boringer var 0,90 grader Celsius eller endnu højere. For sammenligningens skyld, lufttemperaturen i de respektive regioner steg i gennemsnit med 0,61 grader Celsius i samme periode.

Længere mod syd, i arktiske områder med mindre end 90 procent permafrost, den frosne jord blev kun opvarmet med 0,2 grader Celsius i gennemsnit. "I disse regioner, der falder mere og mere sne, som isolerer permafrosten på to måder, efter igloprincippet:Om vinteren, sneen beskytter jorden mod ekstrem kulde, som i gennemsnit giver en opvarmende effekt. Om foråret, det reflekterer sollys, og forhindrer jorden i at blive udsat for for meget varme, i hvert fald indtil sneen er helt smeltet væk, " forklarer Biskaborn.

En betydelig opvarmning kan også ses i permafrostområderne i de høje bjergkæder og i Antarktis. Temperaturen på de permanent frosne jorder i Alperne, i Himalaya og i de nordiske landes bjergkæder steg med i gennemsnit 0,19 grader celsius. I de lavvandede boringer i Antarktis, forskerne målte en stigning på 0,37 grader.

"Alle disse data fortæller os, at permafrosten ikke blot opvarmes på lokal og regional skala, men på verdensplan, og i stort set samme tempo som klimaopvarmningen, som producerer en betydelig opvarmning af luften og øget snetykkelse, især i Arktis. Disse to faktorer producerer igen en opvarmning af den engang permanent frosne jord, " siger prof. Guido Grosse, Leder af Permafrostforskningssektionen ved Alfred Wegener Instituttet i Potsdam.

Permafrostovervågning kræver en institutionel ramme

Disse afslørende indsigter er belønningen for et årti langt internationalt samarbejde, der involverede eksperter fra 26 lande. Størstedelen af ​​de boringer, der blev brugt i undersøgelsen, blev boret og udstyret med måleudstyr under det internationale polarår 2007/08, og tilbød et første "snapshot" af permafrosttemperaturerne. Siden da, mere end 50 forskergrupper har udført regelmæssig vedligeholdelse af målestationerne, og registrerede deres aflæsninger på årsbasis. I det virtuelle netværk GTN-P, resultaterne blev efterfølgende samlet og standardiseret, at sikre deres indbyrdes sammenlignelighed.

prof. Hanne H. Christiansen, medforfatter af undersøgelsen og præsident for International Permafrost Association (IPA), siger, "Overvågning af globale permafrosttemperaturer og indsamling af data i den frit tilgængelige GTN-P-database er enormt vigtigt - og ikke kun for forskere, undervisere og kommunikatører, men for forskellige andre brugere."

"Permafrosttemperaturen er en af ​​de mest universelt accepterede klimavariabler. Den giver et direkte indblik i, hvordan den frosne jord reagerer på klimaændringer, " forklarer forskeren. Denne information er frem for alt væsentlig i de permafrostområder, hvor jorden allerede er blevet varmere eller begyndt at tø, producerer store skader, når jorden spænder, destabiliserende veje og bygninger. Derfor, forskerne planlægger at fortsætte med at overvåge boringerne.

I modsætning til vejrobservationer, der er stadig ingen enkelt international institution, der at følge i fodsporene på Verdens Meteorologiske Organisation (WMO), med succes bundter nationale interesser. En sådan institution ville være et væsentligt aktiv i forhold til at koordinere disse vigtige videnskabelige målinger, og for at sikre, at overvågningsstederne fortsat bliver brugt i fremtiden.

Til dato, permafrostboringerne og de installerede temperatursensorer er blevet holdt i gang af individuelle forskergrupper i forbindelse med forskellige mindre projekter. Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P) tilbyder et webbaseret datastyringssystem (gtnpdatabase.org), som er udviklet i fællesskab af Alfred Wegener Institute og den Island-baserede Arctic Portal, og blev muliggjort af økonomisk støtte fra Den Europæiske Union.