Havisfrit Arktis gør permafrost sårbar over for optøning

Permafrost er jord, der forbliver frosset hele året; det dækker næsten en fjerdedel af den nordlige halvkugles land. Den frosne tilstand af permafrost gør den i stand til at lagre store mængder kulstof; cirka dobbelt så meget som i atmosfæren. Hastigheden og omfanget af fremtidig optøning af permafrost, og deraf følgende frigivelse af dets kulstof, er svært at forudsige ud fra moderne observationer alene.

Imidlertid, et afgørende tidligere forhold mellem sommerhavisen i Arktis og permafrost, opdaget i denne undersøgelse, er nu forstået, med væsentlige konsekvenser for fremtiden.

Prof. Gideon Henderson, en forfatter til undersøgelsen baseret på Institut for Geovidenskab, University of Oxford, sagde:'Vi var overraskede over at opdage, at tider, hvor permafrost smeltede i fortiden, ikke bare matchede tidspunkter, hvor Jorden var på sit varmeste, men var meget mere sandsynlige, da Arktis var fri for is om sommeren. Denne opdagelse om permafrostens tidligere adfærd tyder på, at det forventede tab af arktisk havis i fremtiden vil fremskynde smeltningen af ​​den permafrost, der i øjeblikket findes over store dele af Sibirien.'

Der er observeret betydelige fald i arktisk havis i de senere år, og Arktis forventes at være fri for sommerhavisen i de kommende årtier. Et sådant tab af havis vil sandsynligvis føre til en acceleration af optøning af permafrost i Sibirien og til deraf følgende frigivelse af kulstof.

Den nye forskning er afhængig af udfordrende feltarbejde for at opdage og udforske sibiriske huler. Huler er stærke optegnere af perioder, hvor permafrost var fraværende i fortiden. Stalagmitter, drypsten og flydesten kan kun dannes, når der er flydende vand, og derfor ikke når overliggende jord er permanent frosset. Tilstedeværelsen af ​​stalagmitter i huler under nuværende permafrost viser således perioder, hvor permafrost var fraværende i fortiden.

Udvikling af nye metoder til at datere stalagmitter ved hjælp af målinger af naturligt uran og bly, tillade datering af de genvundne stalagmitter – og derfor af perioder med fravær af permafrost – i de sidste halvanden million år. Stalagmitter voksede med mellemrum fra 1, 500, 000 til 400, For 000 år siden, og er ikke vokset i de sidste 400, 000 år. Tidspunktet for dannelse af stalagmit, og derfor fravær af permafrost, relaterer sig ikke blot til globale temperaturer i fortiden, men er især mere almindelige, da det arktiske hav var fri for sommerhavisen.

Denne undersøgelse viser, at flere processer kan føre til forholdet mellem arktisk havis og permafrost. Fraværet af havis fører til en stigning i varme- og fugtoverførslen fra havet til atmosfæren og derfor til varmere luft, der transporteres langt over land ind i Sibirien. Fugttransport øger også snefaldet over Sibirien i efterårsmånederne. Dette snedække isolerer jorden fra vinterens ekstreme kulde, hvilket fører til en stigning i de gennemsnitlige årlige jordtemperaturer, destabilisering af permafrosten. Følgelig, i områder med øget snedække og isolering, permafrost vil begynde at tø op, frigivelse af kuldioxid, der var fanget i årtusinder.

Avisen - 'Palaeoklima-beviser for sårbar permafrost i tider med lav havis' - vil være tilgængelig online på Natur den 8. januar 2020,