Træringe viser, at omfanget af arktisk forurening er værre end tidligere antaget

Den hidtil største undersøgelse af træringe fra Norilsk i det russiske Arktis har vist, at de direkte og indirekte virkninger af industriel forurening i regionen og videre er langt værre end tidligere antaget.

Et internationalt team af forskere, ledet af University of Cambridge, har kombineret ringbredde- og trækemimålinger fra levende og døde træer med jordkarakteristika og computermodellering for at vise, at skaden forårsaget af årtiers nikkel- og kobberminedrift ikke kun har ødelagt lokale miljøer, men også påvirket det globale kulstofkredsløb.

Omfanget af skader på den boreale skov, det største landbiom på jorden, kan ses i de årlige vækstringe af træer nær Norilsk, hvor afdøde har spredt sig op til 100 kilometer. Resultaterne er rapporteret i journalen Økologibreve .

Norilsk, i det nordlige Sibirien, er verdens nordligste by med mere end 100, 000 mennesker, og et af de mest forurenede steder på Jorden. Siden 1930'erne, intensiv minedrift af områdets massive nikkel, kobber- og palladiumaflejringer, kombineret med få miljøbestemmelser, har ført til alvorlige forureningsniveauer. Et massivt olieudslip i maj 2020 har øget det ekstreme niveau af miljøskader i området.

Ikke alene er det høje niveau af luftbårne emissioner fra Norilsk industrikompleks ansvarlige for den direkte ødelæggelse af omkring 24, 000 kvadratkilometer boreal skov siden 1960'erne, overlevende træer på tværs af store dele af de høje nordlige breddegrader lider også. De høje forureningsniveauer forårsager faldende trævækst, som igen har en effekt af mængden af ​​kulstof, der kan bindes i den boreale skov.

Imidlertid, mens sammenhængen mellem forurening og skovsundhed er velkendt, det har ikke været i stand til at forklare 'divergensproblemet' i dendrokronologi, eller studiet af træringe:en afkobling af træringsbredde fra stigende lufttemperaturer set siden 1970'erne.

Brug af det hidtil største datasæt af træringe fra både levende og døde træer til at rekonstruere historien og intensiteten af ​​Norilsks skovdød, forskerne har vist, hvordan mængden af ​​forurening, der sprøjtes ud i atmosfæren fra miner og smelteværker, er i det mindste delvist ansvarlig for fænomenet 'Arctic dimming', giver ny evidens for at forklare divergensproblemet.

"Ved at bruge de oplysninger, der er lagret i tusindvis af træringe, vi kan se virkningerne af Norilsks ukontrollerede miljøkatastrofe gennem de sidste ni årtier, " sagde professor Ulf Büntgen fra Cambridges Institut for Geografi, der ledede forskningen. "Mens problemet med svovlemissioner og skovdød er blevet behandlet med succes i store dele af Europa, for Sibirien, vi har ikke været i stand til at se, hvad virkningen har været, hovedsagelig på grund af mangel på langsigtede overvågningsdata."

Udvidelsen af ​​årligt opløste og absolut daterede træringbreddemålinger udarbejdet af avisens første forfatter Alexander Kirdyanov, sammen med nye højopløselige målinger af træ- og jordkemi, tillod forskerne at kvantificere omfanget af Norilsks ødelæggende økosystemskader, som toppede i 1960'erne.

"Vi kan se, at træerne nær Norilsk begyndte at dø massivt ud i 1960'erne på grund af stigende forureningsniveauer, " sagde Büntgen. "Da atmosfærisk forurening i Arktis akkumuleres på grund af store cirkulationsmønstre, vi udvidede vores undersøgelse langt ud over de direkte virkninger af Norilsks industrisektor og fandt ud af, at træer på tværs af de høje nordlige breddegrader også lider."

Forskerne brugte en procesbaseret fremadrettet model af boreale træers vækst, med og uden overfladebestrålingskraft som en proxy for forurenende stoffer, at vise, at arktisk dæmpning siden 1970'erne har reduceret trævæksten væsentligt.

Arktisk dæmpning er et fænomen forårsaget af øgede partikler i jordens atmosfære, hvad enten det skyldes forurening, støv eller vulkanudbrud. Fænomenet blokerer delvist sollys, bremse fordampningsprocessen og forstyrre den hydrologiske cyklus.

Global opvarmning bør forventes at øge vækstraten for boreale træer, men forskerne fandt ud af, at da forureningsniveauet toppede, hastigheden af ​​trævækst i det nordlige Sibirien aftog. De fandt ud af, at forureningsniveauerne i atmosfæren mindskede træernes evne til at omdanne sollys til energi gennem fotosyntese, og derfor var de ikke i stand til at vokse så hurtigt eller så stærke, som de ville i områder med lavere forureningsniveauer.

"Det, der overraskede os, er, hvor udbredte virkningerne af industriel forurening er - omfanget af skaderne viser, hvor sårbar og følsom den boreale skov er, " sagde Büntgen. "I betragtning af den økologiske betydning af dette biom, forureningsniveauerne på tværs af de høje nordlige breddegrader kan have en enorm indflydelse på hele det globale kulstofkredsløb."