Hedebølger, der optøer arktisk permafrost

I den nordligste del af jorden smelter den arktiske permafrost med en accelereret hastighed. I mere end et årti har et internationalt hold af forskere fra ETH Zürich, University of Alaska Fairbanks og German Aerospace Center observeret topografiske pock-mærker - store fordybninger kaldet "retrogressive tøfald". Nedturene opstår, når permanent frosne jordlag (isrig permafrost) smelter og efterlader arktiske bakkeskråninger sårbare over for jordskred. Jordskredene signalerer en risiko for den potentielle frigivelse af kulstof, der har været lagret i permafrosten i titusinder af år.

Risiko for frigivelse af organisk kulstof

Deres resultater, for nylig offentliggjort i European Geosciences Union-tidsskriftet The Cryosphere , afslører væsentlige ændringer i topografien på Sibiriens Taymyr-halvø i det nordlige Rusland. Undersøgelsens resultater afslører en stærk 43-fold stigning i retrogressiv optøningsaktivitet og en 28-fold stigning i kulstofmobilisering. Stigningen falder tilfældigvis også sammen med en ekstrem hedebølge, der fandt sted i det nordlige Sibirien i 2020, hvor temperaturerne angiveligt nåede 38 grader Celsius (mere end 100 grader Fahrenheit) - rekordbrydende temperaturer for den arktiske region.

"Den kraftige stigning i tønedgangsaktivitet på grund af den sibiriske hedebølge viser, at kulstofmobilisering fra permafrostjord kan reagere skarpt og ikke-lineært på stigende temperaturer," hævder avisens hovedforfatter, Philipp Bernhard, Institut for Miljøteknik, ETH Zürich.

Måling af ændringer i arktisk permafrost

Ved hjælp af satellitdata har forskerholdet været i stand til at udvikle en ny metode til at kvantificere kulstofmobilisering i permafrostjord. I øjeblikket eksisterer der ingen anden storstilet metode, der måler ændringerne i permafrostområder til et så højt niveau af rumlig og vertikal opløsning. Denne metode giver forskere mulighed for at give et mere præcist estimat af kulstofkredsløbets tilstand til det globale kulstofbudget.

Med udgangspunkt i en tidligere felt- og luftbåren flyvning undersøgelse udført i Canadas Mackenzie River Delta, indsamlede forskerne forundersøgelsesdata, som de senere brugte til at sammenligne og analysere med satellitindhentede data over den samme region. Siden 2010 har det tyske luftrumscenter drevet en innovativ satellitmission ved hjælp af en enkeltpas syntetisk blænderadar, TanDEM-X-missionen, til at indsamle 3-dimensionelle højdedata over jordoverfladen. Ud over radardataene analyserede forskere fra 2015 data opnået fra de optiske Sentinel-2-satellitter, der blev indsat som en del af Den Europæiske Rumorganisations jordobservationsmission, Copernicus Program med fokus på det arktiske landskab.

Forsømt del af det arktiske kulstofkredsløb

Sibiriens Taymyr-halvø er ligesom mange områder af det arktiske område en fjerntliggende og næsten utilgængelig region, hvilket gør videnskabelige feltstudier til en udfordrende, hvis ikke umulig, operation. Resultaterne af denne undersøgelse indikerer; dog at sommerens hedebølger og opvarmende arktiske områder udgør en betydelig miljørisiko, som er værd at overvåge.

Den arktiske permafrost omslutter efter sigende cirka 1,5 billioner tons organisk kulstof, cirka dobbelt så meget som i øjeblikket indeholdt i atmosfæren. Bernhard er enig i, at de potentielle risici forbundet med denne type kulstofmobilisering er "en stor, men stort set forsømt komponent i det arktiske kulstofkredsløb." Forskerholdet forudser, at satellit-fjernmåling vil være et uundværligt værktøj til kontinuerlig overvågning af kulstofmobilisering som følge af smeltende permafrost på tværs af Arktis. + Udforsk yderligere

Minimalt bevis på kulstof fra permafrost i Sibiriens Kolyma-flod