En EPFL-studie har för första gången mätt effekten av klimatförändringar på alpina vattendrag, och resultaten är ganska oroande:efter en vinter med låg snö, dessa strömmar släpper ut mer koldioxid än de absorberar.

Många forskare tittar på klimatförändringarnas inverkan på Alperna. Och en av de mest uppenbara effekterna är det låga snöfall som observerats de senaste åren. EPFL-forskare har upptäckt att denna brist på snö också har en inverkan på bergsbäckar. Vi har vetat i ett tiotal år nu att dessa strömmar, tillsammans med Alpernas sjöar och floder, släpper ut en stor mängd koldioxid (CO2) i atmosfären som ett naturligt förekommande fenomen. Men studien visar att en varm vinter med lite snöfall kan förändra allt detta. Bristen på snö gör att när våren väl kommer, strömmarna släpper ut mer CO2 än de absorberar. "Detta är den första studien som visar effekterna av klimatförändringar på den globala kolcykeln i alpina vattendrag, " förklarar Tom Battin, chef för Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory (SBER) och medförfattare till studien, som just har publicerats i tidskriften Ekosystem .

Jämför två vintrar

Detta fenomen rapporterades efter att forskare jämfört data från två på varandra följande vintrar - vintern 2012-2013, vilket ansågs normalt, och 2013-2014, vilket var ovanligt varmt. "Efter en normal vinter, vår studie visade att under ett 70-dagars magiskt fönster, ' strömmarna absorberar mer koldioxid genom fotosyntes än vad de producerar naturligt, " förklarar Amber Ulseth, en forskare vid SBER och huvudförfattare till studien. "Efter en varm vinter med mycket lite snöfall, mer produktion av CO2 sker under våren, vilket gör att strömmarna släpper ut mer koldioxid än vad de tar upp. Det finns inget magiskt fönster, och de alpina bäckarna blir en nettoproducent av CO2."

I detta skede, det är fortfarande svårt för forskarna att mäta den exakta mängden CO2 som släpps ut i atmosfären. Dom kan, dock, fastställa några av de potentiella konsekvenserna. Floderna som matas av dessa små alpina bäckar kommer, till exempel, får mindre organiskt kol med mindre snösmältning för att driva sin ämnesomsättning. Mindre snösmältning kan ha en oroande inverkan på hela ekosystemet, eftersom det kan komma att förändra vattenflödet. Studiens författare tycker också att det skulle vara värt att studera vilken inverkan detta sannolikt kommer att ha på det vattenkraftsnät som är beroende av dessa floder – särskilt dammarna – och de potentiella konsekvenserna för kolcykeln i dessa alpina strömmar.

Högteknologiska sensorer

För att bättre förstå hur dessa bergsbäckar beter sig, den senaste generationen miljösensorer användes under 18 månader i 12 bäckar som rinner ut i floden Ybbs vid de österrikiska foten. Sensorerna placerades mellan 700 och 1, 500 meter över havet och mätte regionens vattenekosystem – en första i den här typen av studier. Var femte minut mätte de tre parametrar:ljusintensitet, bäckvattentemperatur och syrenivåer. Med denna data, det var möjligt att observera fotosyntesprocessen och ekosystemets "kolandning, " som i sin tur gav information om kolflödet. "Denna forskning kunde inte ha utförts för tio år sedan eftersom sensorerna vi använde inte fanns, " säger Ulseth. "Genom att samla in data var femte minut, vi kunde verkligen ta varje bäcks puls och mäta metabolismen i hela ekosystemet."

Ny Valais-studie och big data

Battins team går nu vidare i sin forskning. För det senaste året, de har arbetat på 12 strömmar i Valsorey, Champéry och Val Ferret i Valais Canton, och i Vallon de Nant i kantonen Vaud. Forskarna har gjort mer djupgående mätningar över denna region, vilket är högre och större än regionen vid de österrikiska foten som användes för den tidigare studien. Och istället för tre parametrar, tio parametrar mäts var tionde minut med nya sensorer. Denna fas av forskningsprojektet stöds av EPFL Valais-Wallis, Swiss National Science Foundation och det europeiska "C-Cascades"-projektet, som syftar till att bättre förstå kolkretsloppets roll för att reglera klimatet.