Arktiske søer forsvinder i overraskende klimafund

Arktis er ikke fremmed for tab. Da regionen opvarmes næsten fire gange hurtigere end resten af ​​verden, kollapser gletsjere, dyrelivet lider, og levesteder fortsætter med at forsvinde i rekordfart.

Nu er en ny trussel blevet tydelig:Arktiske søer er ved at tørre op, ifølge forskning offentliggjort i tidsskriftet Nature Climate Change . Undersøgelsen, ledet af University of Florida Department of Biology postdoc-forsker Elizabeth Webb, blinker et nyt advarselslys på det globale klima-dashboard.

Webbs forskning afslører, at de arktiske søer i løbet af de sidste 20 år er skrumpet eller tørret fuldstændigt over det pan-arktiske område, en region, der spænder over de nordlige dele af Canada, Rusland, Grønland, Skandinavien og Alaska. Resultaterne giver fingerpeg om, hvorfor massetørringen sker, og hvordan tabet kan bremses.

De forsvindende søer fungerer som hjørnesten i det arktiske økosystem. De udgør en kritisk kilde til ferskvand til lokale oprindelige samfund og industrier. Truede og truede arter, herunder trækfugle og vanddyr, er også afhængige af søens levesteder for at overleve.

Nedgangen i søen kommer som en overraskelse. Forskere havde forudsagt, at klimaændringer i første omgang ville udvide søer på tværs af tundraen på grund af jordoverfladeændringer som følge af smeltende jordis, med eventuel udtørring i midten af ​​det 21. eller 22. århundrede. I stedet ser det ud til, at optøende permafrost, den frosne jord, der dækker Arktis, kan dræne søer og opveje denne ekspansionseffekt, siger Webb. Holdet teoretiserede, at optøning af permafrost kan reducere søarealet ved at skabe drænkanaler og øge jorderosion i søerne.

"Vores resultater tyder på, at optøning af permafrost sker endnu hurtigere, end vi som samfund havde forventet," sagde Webb. "Det indikerer også, at regionen sandsynligvis er på vej mod mere landskabsmæssig dræning i fremtiden."

Ud over stigende temperaturer afslørede undersøgelsen også, at stigninger i efterårsregn forårsager nedbrydning af permafrost og dræning af søer. "Det kan virke kontraintuitivt, at stigende nedbør reducerer overfladevand," sagde Jeremy Lichstein, Webbs rådgiver og medforfatter af undersøgelsen. "Men det viser sig, at den fysiske forklaring allerede var i den videnskabelige litteratur:regnvand transporterer varme ind i jorden og fremskynder permafrost-optøning, som kan åbne underjordiske kanaler, der dræner overfladen."

Hvis accelereret permafrost-optøning er skyld i det, er det uvelkomne nyheder. Den arktiske permafrost er et naturligt lager af bevaret organisk materiale og planetopvarmende gasser.

"Permafrostjord gemmer næsten to gange så meget kulstof som atmosfæren," sagde Webb. "Der er en masse igangværende forskning, der tyder på, at når permafrost tøer op, er dette kulstof sårbart over for at blive frigivet til atmosfæren i form af metan og kuldioxid."

Der er en sølv linie i forskerens resultater. Tidligere modeller af sødynamik forudsagde søudvidelse, som optøer den omgivende permafrost. Men fordi søer tørrer, tøer permafrost i nærheden af ​​søerne sandsynligvis ikke så hurtigt op.

"Det er ikke umiddelbart klart præcist, hvad afvejningen er, men vi ved, at søudvidelse forårsager kulstoftab, der er større end det, der sker i de omkringliggende regioner," sagde Webb.

For at opnå deres resultater brugte Webbs team satellitdata til at identificere brede tendenser i overfladevandsændringer på tværs af Arktis. Satellitbilleder, der er kendt som fjernmåling, hjælper med at besvare brede spørgsmål, siger Webb.

"En af de ting, som jeg virkelig godt kan lide ved at bruge fjernmåling, er, at du kan besvare, hvad der virkede som umuligt store spørgsmål - vi har evnen til at besvare dem nu," sagde Webb. "Det er kun inden for de seneste fem, 10 år, at vi har haft computerkraften og ressourcerne til at klare det her."

Forskerholdet brugte en maskinlæringstilgang til at undersøge de klimaændringsmekanismer, der er ansvarlige for ændringer i søområdet. Ved at udnytte store ensembler af satellitbilleder til at vurdere mønstre for tab af overfladevand var de i stand til at analysere årtiers data på tværs af Arktis. Deres arbejde var baseret på robuste programmer, herunder Google Earth Engine og Python-platformen på UF's HiPerGator-supercomputer, til at forespørge i store datasæt og køre modeller.

Webb satte sig oprindeligt for at udforske et helt andet emne:Arktisk albedo eller overfladereflektivitet. Webbs tidligere arbejde i Environmental Research Letters viste, at overfladevand er en vigtig drivkraft for albedoændringer, men hun kæmpede for at finde undersøgelser, der detaljerede hvorfor overfladevandet ændrede sig i første omgang. "Jeg skrev det papir, jeg ville citere for mit albedoarbejde," sagde hun.

For at begrænse søernes død, nyere forskning i Grænser i miljøvidenskab viser, at den måske bedste måde at spare permafrost på er ved at reducere udledningen af ​​fossile brændstoffer. Reduktion af kulstofemissioner kan bringe planeten tilbage på sporet ved at begrænse den globale temperaturstigning.

"Snebolden ruller allerede," sagde Webb og sagde, at vi er nødt til at handle nu for at bremse disse ændringer. "Det kommer ikke til at fungere at blive ved med at gøre det, vi gør." + Udforsk yderligere

Vestsibiriske floder og søer udsender drivhusgasser til atmosfæren