Indlandsis påvirker kerneelementerne i jordens kulstofkredsløb

Jordens kulstofkredsløb er afgørende for at kontrollere drivhusgasindholdet i vores atmosfære, og i sidste ende vores klima.

Indlandsis, der dækker omkring 10 procent af vores jordoverflade i øjeblikket, blev for 20 år siden anset for at være frosne ødemarker, blottet for liv og med undertrykt kemisk forvitring - irrelevante dele af kulstofkredsløbet.

Nu et verdensførende internationalt team, ledet af professor Jemma Wadham fra University of Bristol' School of Geographical Sciences og Cabot Institute for the Environment, har samlet et væld af beviser offentliggjort i løbet af de sidste 20 år for at påvise, at iskapper ikke længere kan betragtes som frosne og passive dele af Jordens kulstofkredsløb.

Deres resultater er offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturkommunikation .

Professor Wadham sagde; "Et unikt sæt forhold, der er til stede under iskapperne, gør dem til vigtige reaktorer i Jordens kulstofkredsløb.

"Her, slibning af sten ved at flytte is er høj, flydende vand er rigeligt, og mikrober trives i smeltezoner på trods af ugæstfrie forhold - iskapperne eroderer deres grundfjeld, kuldetilpassede mikrober behandler jordstenen og øger frigivelsen af ​​næringsstoffer, og gletsjersmeltevand eksporterer dette næringsstof til havene, stimulerer også opstrømningen af ​​yderligere næringsstoffer fra dybden ved gletsjermarginerne.

"Alt dette næringsstof understøtter fiskeriet og stimulerer nedbrydningen af ​​kuldioxid (CO2) fra atmosfæren."

Medforfatter professor Rob Spencer fra Florida State University tilføjede:"Islag er også meget effektive til at opbevare enorme mængder kulstof, når de vokser over marine sedimenter, jord og vegetation.

"Alene det antarktiske indlandsis gemmer potentielt op til 20, 000 milliarder tons organisk kulstof - ti gange mere end det estimerede for permafrost på den nordlige halvkugle.

"Noget af dette kulstof frigives i smeltevand og brænder marine fødevæv. Kulstoffet, der efterlades i dybe dele af iskapperne, omdannes til metangas ved mikrobiel og/eller geotermisk aktivitet, som har potentiale til at blive opbevaret som fast methanhydrat under lave temperaturer og høje trykforhold.

"Vi har ingen idé om, hvor stabilt potentiel metanhydrat vil være i et opvarmende klima, hvis indlandsisen bliver tyndere. Der er beviser fra tidligere faser af indlandsisspild i Europa, at metanhydrat under indlandsisen har eksisteret og kan frigives hurtigt, hvis isen tynder ud. ."

Undersøgelsen tager også en gåtur tilbage i tiden til den sidste overgang fra glaciale (kolde) til interglaciale (varme) forhold i dag, at analysere havkerner omkring Antarktis for spor, der kan forbinde indlandsisens næringsstofeksport (jern) via antarktiske isbjerge til den skiftende produktivitet i det sydlige ocean - en vigtig global dræn for kulstof.

Medforfatter, Dr. Jon Hawkings fra Florida State University/GFZ-Potsdam, sagde:"En vigtig måde, hvorpå det sydlige ocean tager kulstof ud af atmosfæren, er ved vækst af fytoplankton i dets overfladevand.

"Imidlertid, disse små havplanter er begrænset af tilgængeligheden af ​​jern. Vi har længe troet, at atmosfærisk støv var vigtigt som leverandør af jern til disse farvande, men vi ved nu, at isbjerge huser jernrige sedimenter, som også befrugter havvandene, når bjergene smelter."

Professor Karen Kohfeld, en palæo-oceanograf og medforfatter fra Simon Fraser University, tilføjede:"Det, du ser i havkerner fra sub-antarktis, er, at da klimaet blev varmet i slutningen af ​​den sidste istid, isbjerg sediment (og derfor, jern) forsyning til de sub-antarktiske vandfald i det sydlige Ocean, det samme gør havproduktiviteten, mens CO2 stiger.

"Selvom der er mange mulige årsager til CO2-stigningen, dataene antyder fristende, at faldende jernforsyning til Sydhavet via isbjerge kunne have været en medvirkende faktor."

Det, der er vigtigt ved denne undersøgelse, er, at den samler arbejdet fra hundredvis af videnskabsmænd fra hele verden udgivet over tre årtier for at vise, via et skelsættende papir, at vi ikke længere kan ignorere iskapper i modeller af kulstofkredsløbet og under scenarier for klimaændringer.

Professor Wadham tilføjede:"Iskapper er meget følsomme dele af vores planet - vi ændrer temperaturer i luften og havvandene omkring dem, og udtynding og tilbagetrækning er uundgåelige.

"De beviser, vi præsenterer her, tyder på, at iskapper kan have vigtige tilbagemeldinger til kulstofkredsløbet, som kræver yderligere undersøgelse, da usikkerheden stadig er enorm.

"At få adgang til nogle af de mest utilgængelige og udfordrende dele af indlandsisen, for eksempel gennem dybdeboring, sideløbende med at bygge numeriske modeller, som kan repræsentere biogeokemiske processer i iskapper, vil være nøglen til fremtidige fremskridt på dette område."