Den opvarmende arktiske permafrost frigiver muligvis mere lattergas end tidligere antaget

Omkring en fjerdedel af den nordlige halvkugle er dækket af permafrost. Nu, disse permanent frosne jordbede, klippe, og sediment er faktisk ikke så permanent:De tøer op med en stigende hastighed.

Menneskeskabte klimaændringer opvarmer disse lande, at smelte isen, og løsne jorden. Dette kan lyde som enhver godartet forårstø, men den flommende permafrost kan forårsage alvorlig skade:Skove falder; veje er ved at kollapse; og, i et ironisk twist, den varmere jord frigiver endnu flere drivhusgasser, hvilket kan forværre virkningerne af klimaændringer.

Fra de første tegn på tø, videnskabsmænd skyndte sig at overvåge emissioner af de to mest indflydelsesrige menneskeskabte (menneskeskabte) drivhusgasser (kuldioxid og metan). Men indtil for nylig, truslen fra den tredjestørste (nitrogenoxid) er stort set blevet ignoreret.

I Environmental Protection Agencys (EPA) seneste rapport (fra 2010) agenturet vurderer disse emissioner som "ubetydelige". Måske fordi gassen er svær at måle, få undersøgelser modarbejder denne påstand.

Nu, et nyligt papir viser, at lattergasemissioner fra optøning af permafrost fra Alaska er omkring tolv gange højere end tidligere antaget. "Meget mindre stigninger i dinitrogenoxid ville medføre samme slags klimaændringer, som en stor mængde CO2 ville forårsage," siger Jordan Wilkerson, første forfatter og kandidatstuderende i laboratoriet hos James G. Anderson, Philip S. Weld -professor i atmosfærisk kemi ved Harvard.

Da dinitrogenoxid er omkring 300 gange mere potent end kuldioxid, denne afsløring kan betyde, at Arktis – og vores globale klima – er i mere fare, end vi troede.

I august 2013 medlemmer af Anderson-laboratoriet (præ-Wilkerson) og videnskabsmænd fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) rejste til Alaskas nordlige skråning. De havde et fly med, der var stort nok til en (lille) pilot.

Flyver lavt, ikke højere end 50 meter over jorden, flyet indsamlede data om fire forskellige drivhusgasser over omkring 310 kvadratkilometer, et område 90 gange større end Central Park. Ved at bruge eddy-covariance-teknikken - som måler lodret vindhastighed og koncentrationen af ​​sporgasser i atmosfæren - kunne holdet bestemme, om mere gas gik op end ned.

I dette tilfælde, hvad går op, kommer ikke altid ned:Drivhusgasser stiger op i atmosfæren, hvor de fanger varme og opvarmer planeten. Og, dinitrogenoxid udgør et sekund, særlig trussel:Oppe i stratosfæren, sollys og ilt går sammen for at omdanne gassen til nitrogenoxider, som spiser på ozon. Ifølge EPA, atmosfæriske niveauer af gassen stiger, og molekylerne kan opholde sig i atmosfæren i op til 114 år.

I Alaska, Andersons felthold fokuserede på kuldioxid, metan, og vanddamp (en naturlig drivhusgas). Men, deres lille fly optog nitrogenoxidniveauer, også.

Da Wilkerson kom til laboratoriet i 2013, dinitrogenoxiddata var stadig rå, uberørt. Så, han spurgte, om han kunne analysere tallene som et sideprojekt. Jo da, Anderson sagde, gå lige ud. Begge forventede, at dataene bekræftede, hvad alle allerede så ud til at vide:Dinitrogenoxid er ikke en troværdig trussel fra permafrost.

Wilkerson kørte beregningerne. Han tjekkede sine data. Han sendte det til Ronald Dobosy, avisens anden forfatter, en atmosfærisk videnskabsmand og eddy-kovariansekspert ved Oak Ridge Associated Universities (ORAU) ved NOAA. "Jeg var skeptisk over, at der ville komme noget ud af det, " siger Dobosy.

Efter tredobbelt kontrol, Wilkerson måtte indrømme:"Dette er udbredt, temmelig høje emissioner." På bare en måned, flyet registrerede nok lattergas til at opfylde den forventede hætte i et helt år.

Stadig, undersøgelsen indsamlede kun data om emissioner i løbet af august. Og, selvom deres fly dækkede mere jord end nogen tidligere undersøgelse, dataene repræsenterer kun 310 af de 14,5 millioner kvadratkilometer i Arktis, som at bruge et plot på størrelse med Rhode Island til at repræsentere hele USA.

Ikke desto mindre, et par nyere undersøgelser bekræfter Wilkersons resultater. Andre forskere har brugt kamre – dækket, beholdere på størrelse med tærteplader plantet i tundra - for at overvåge gasemissioner over måneder og endda år.

Andre undersøgelser udvinder cylindriske "kerner" fra permafrosten. Tilbage i et laboratorium, forskerne opvarmer kernerne inde i et kontrolleret miljø og måler, hvor meget gas tørven frigiver. Jo mere de opvarmede jorden, jo mere lattergas sivede ud.

Både kamre og kerner dækker endnu mindre jord (ikke mere end 50 kvadratmeter) end Andersons luftbårne system. Men sammen, alle tre peger på samme konklusion:Permafrost udsender langt mere lattergas end tidligere forventet. "Det gør disse resultater en smule mere alvorlige, " siger Wilkerson.

Wilkerson håber, at disse nye data vil inspirere til yderligere forskning. "Vi ved ikke, hvor meget mere det vil stige, " han siger, "og vi vidste slet ikke, at det var vigtigt, før denne undersøgelse kom ud."

Lige nu, eddy-covariance tårne ​​- den samme teknologi, som Anderson-besætningen brugte i deres fly - overvåger både kuldioxid- og methanemissioner over hele Arktis. Anderson var den første til at bruge luftbåren eddy-kovarians til at indsamle data om regionens lattergasniveauer. Og, bortset fra de små, men betydningsfulde kammer- og kernestudier, ingen ser efter den mest potente drivhusgas.

Da Arktis opvarmes med næsten dobbelt så høj hastighed som resten af ​​planeten, permafrosten forventes at tø op med en stadigt stigende hastighed. Disse varme temperaturer kan også bringe mere vegetation til regionen. Da planter spiser nitrogen, de kan hjælpe med at reducere fremtidige lattergasniveauer. Men, at forstå, hvordan planter kan mindske risikoen, forskere har brug for flere data om selve risikoen.

I hans sted, Wilkerson håber, at forskere skynder sig og indsamler disse data, om det er med fly, tårn, kammer, eller kerne. Eller endnu bedre, alle fire. "Det her skal tages mere alvorligt, end det er lige nu, " han siger.

Permafrosten kan sidde fast i en evig klimaændringscyklus:Mens planeten opvarmes, permafrost smelter, opvarmning af planeten, smelter frosten, og videre og videre. For at finde ud af, hvordan man bremser cyklussen, vi skal først vide, hvor slem situationen er.