Gå tilbage i tiden for at lære om fremtiden for permafrost

Der er en fryserdør i bjergsiden uden for Fairbanks, Alaska. Tom Douglas åbner den, og vi træder ind, indånder kold luft og moskusstøv, mens vi begynder at gå tilbage gennem tiden.

Det her er ikke fantasi. Det er Permafrost-tunnelen, der drives af den amerikanske hærs Cold Regions Research and Engineering Laboratory i Alaska, hvor Douglas er seniorforsker.

For nylig førte Douglas en gruppe videnskabsmænd og piloter med NASAs arktiske boreale sårbarhedseksperiment (ABoVE) på en tur gennem tunnelen for at lære om permafrost. Permafrost er enhver jord, is eller organisk materiale som plantemateriale eller knogle, der har været frosset året rundt i mindst to år. Tunnelen blev oprindeligt udgravet i 1960'erne og er blevet udvidet siden 2011. Nu har Permafrosttunnelen næsten 500 meter udgravning. "Der er bare intet andet sted på Jorden, der har denne type adgang til permafrost," sagde Douglas.

ABoVE-holdet studerer permafrostoptøning og dens indvirkning på landskaber og økosystemer på tværs af Arktis fra luften og over jorden. De arbejder også sammen med CRREL og andre videnskabsmænd for at finde ud af, hvordan målinger foretaget i og over permafrosttunnelen kan ekstrapoleres til luftbårne målinger taget fra forskningsfly. Men for mange af ABoVE-teammedlemmerne er det første gang, de ser permafrost tæt på.

Den frosne jord nær tunnelindgangen er den samme grund, som mammutter og steppebisoner gik på for omkring 18.000 år siden - og den har knoglerne til at bevise det. Men efterhånden som vi bevæger os dybere ind i tunnelen og længere tilbage i tiden, forsvinder disse tegn på dyreliv.

Douglas stopper ved et gult mærke i den dybeste, længst bagerste del af tunnelen. Han peger på en ellegren, der stikker ud af væggen. "Det er det ældste herinde," siger han. "Den er næsten 45.000 år gammel."

Det meste af permafrosttunnelen er tæt komprimeret jord og sten. Nogle steder er frosset græs og andet dødt plantemateriale begravet inden for væggene eller hængende fra loftet. Da vi går længere ned i tunnelen, påpeger Douglas forskellige træk:de tynde vandrette linjer, der viser, hvordan landoverfladen bevægede sig op over tid, strimler af is fra vand, der samlede sig oven på permafrosten og frøs, og gigantiske isskiler.

Arktisk permafrost tøer op med en accelererende hastighed. Når permafrosten tøer op, smelter disse iskiler i permafrosten. Dette skaber huller i jorden, der kan få jordoverfladen ovenover til at sænke sig. Denne proces kaldes termokarst - og den ændrer drastisk landskaber, ikke kun over Permafrosttunnelen, men på steder i Alaska og det nordvestlige Canada. I nogle områder synker eller falder jorden ind. I andre dannes nye vandmasser kaldet termokarstsøer.

Mens vi går gennem tunnelen, minder Douglas os om, at lige over vores hoveder er en boreal skov med græsser, buske og træer. CRREL-forskere har taget målinger over og under jorden for at forsøge at relatere ændringer i landoverfladen over til træk i permafrostlaget under jorden.

Forskellige vegetationstyper vokser på jord, der er frosset kontra på optøet permafrost, forklarer han. Sortgran- og spagnummos har en tendens til at vokse over den hårde, frosne silt af permafrost. I områder, hvor permafrost tøer, er træerne ofte forkrøblede eller vipper til siden. Områder med termokarst-træk har også en tendens til at have vegetation, der ofte findes i vådområder. Optøning af permafrost ændrer også jordens fugtindhold. ABoVE-teamet måler begge disse faktorer – vegetationstype og jordfugtighed – fra NASA 802-forskningsflyet med et radarinstrument kaldet UAVSAR.

Det arbejde, forskerne udfører ved CRREL permafrosttunnelen, hjælper med at forbinde funktioner i permafrostlaget til ændringer i jorden ovenover, som kan fjernføles med luftbårne radarinstrumenter - ændringer, som ABoVE-holdet studerer på tværs af Alaska og det nordvestlige Canada med forskningsfly.

"Målinger, vi foretager her ved tunnelen, kan projekteres og skaleres for at hjælpe os med at spore disse ændringer på tværs af det bredere Arktis," sagde Douglas. + Udforsk yderligere

Ild fremskynder permafrostens kollaps i Arktis Alaska, viser undersøgelsen