Mange arktiske søer afgiver mindre kulstof end forventet

Arktis opvarmes dobbelt så hurtigt som resten af ​​planeten. En konsekvens af denne tendens er optøning af permafrost, et lag jord, der har været fastfrosset i tusinder af år i nogle områder. Denne frosne jord og vegetation rummer i øjeblikket mere end det dobbelte af det kulstof, der findes i atmosfæren.

Som permafrost på tværs af det nordlige Alaska, Canada, Sibirien og andre højbreddegrader tøer op, mikrober i jorden forbruger organiske materialer, frigivelse af kuldioxid eller metan, en endnu mere potent drivhusgas, ind i søer og atmosfæren.

Men en varmere, vådere klima kan også få mere kulstof fra planter på land til at flytte ind i søer. Større strømning af kulstof fra planter og jord til arktiske søer stimulerer større drivhusgasemissioner fra vandområder. Og i et stort set ustuderet område med millioner af søer, det er stadig et mysterium om, hvor meget kulstof der flytter fra landet til søer, og i sidste ende ud i atmosfæren.

Ny forskning fra University of Washington og U.S. Geological Survey tyder på, at mange søer udgør en lille trussel mod globale kulstofniveauer, i hvert fald for nu. I Arktis lejlighed, tørre områder oversået med tusindvis af søer - et landskab, der udgør omkring en fjerdedel af hele den arktiske region - mange søer fungerer som selvstændige enheder, ikke frigiver meget kuldioxid.

"Vi fandt ud af, at ikke alle søer på høje breddegrader er store skorstene af kulstof til atmosfæren, og at søer i regionen ikke aktivt behandler meget permafrost eller plantekulstof fra land, " sagde hovedforfatter Matthew Bogard, en postdoc-forsker ved UW School of Environmental and Forest Sciences. "Dokumenterer den heterogene natur af nordlige søer, som vi har gjort her, vil bedre definere arktiske søers rolle i det globale kulstofkredsløb."

Forskningen offentliggøres online 11. februar i tidsskriftet Natur Geovidenskab .

Forskerne besøgte 20 søer flere gange i løbet af et år i Yukon Flats-regionen i det nordøstlige Alaska:et stort, tørt landskab spættet med tusindvis af søer og hjemsted for Yukon-floden, Nordamerikas sidste største udæmmede flod. Deres mål var at spore strømmen af ​​kulstof gennem fødevejen og teste vandkemien i hver sø for tegn på kulstof fra permafrost på tværs af en region, der ikke er blevet undersøgt før på denne måde. Næsten al den relaterede forskning har fundet sted i en håndfuld isolerede områder i Arktis, der ikke nødvendigvis repræsenterer karakteristikaene for søer i regionen, sagde forskerne.

"Problemet, som vi overvandt i denne undersøgelse, er at komme til nogle logistisk meget vanskelige steder for at få et bedre billede af, hvad der sker på tværs af Arktis, som bogstaveligt talt har millioner af søer, " sagde seniorforfatter David Butman, adjunkt ved UW School of Environmental and Forest Sciences. "Disse resultater viser behovet for bedre at forstå mangfoldigheden af ​​økosystemerne i denne region."

Under hver af feltarbejdsrejserne, forskerholdet fløj med flyvefly fra Fairbanks, Alaska, til et fjerntliggende sted i Yukon Flats National Wildlife Refuge, et område, der hver sommer myldrer med trækænder og andre vandfugle. Deres boliger var beskedne:en gammel jagthytte, der nu vedligeholdes af U.S. Fish and Wildlife Service til feltforskning, gav et sikkert sted at sove, laver mad, oplade udstyr og filtrer vand efter lange dage i marken. Sorte bjørne og elge er almindelige i dette område, vidnes om store pigge på kabinens døre og vinduer for at holde dyr ude.

Hver dag fløj forskerne fra sø til sø, indsamler vandprøver, mens du knæler på flyets pontoner og taber sonder i vandet for at måle temperaturen, opløst ilt og andre søkarakteristika. På en god dag, to forskere og en pilot kunne ramme otte forskellige søer, nogle gange at skulle efterlade en person en del af dagen, hvis søerne var for lavvandede til at lette med et fuldt vægtet fly.

In their analyses, the researchers found that nearly every lake they tested showed no sign of ancient carbon from permafrost, and much less production of carbon dioxide than expected.

Lakes emit carbon dioxide when it enters from outside sources in the landscape, such as rivers and groundwater. Også, bacteria and animals produce it while digesting their food, and carbon dioxide can build up if they generate it faster than plants and algae can suck it up during photosynthesis.

But here, the research team saw evidence that many of the lakes were more balanced in production and uptake of carbon dioxide than lakes in other regions. Følgelig, the lakes were a smaller source of carbon dioxide to the atmosphere than is observed in other parts of the world.

"The implications are that not all lakes are hot spots for releasing carbon from land, " Butman said. "But we don't yet know how these particular landscapes will change in a warmer climate, since this is the first time they've been studied."

Når klimaet opvarmes, large wildfires are expected to sweep across the Yukon Flats, potentially delivering an enormous load of land carbon to the lakes in this landscape that could stimulate more carbon dioxide emissions. The research team's current and future work will help benchmark what's happening now to better understand future changes.