Övervakning av förändringar av mängden våtmarker i regioner där permafrost tinar bör ligga i framkant i ansträngningarna att förutsäga framtida klimatförändringar, visar ny forskning.

Permafrost - frusen mark - innehåller enorma mängder kol som kan släppas ut i atmosfären när klimatet värms upp och dessa jordar tinar. Av denna anledning är det ytterst viktigt att veta var upptining äger rum och hur mycket kol som exponeras.

Men en ny studie säger att effekterna av tina på utsläpp av den kraftfulla växthusgasen, metan, kan förutses bättre genom att övervaka förändringar i våtmarkens område snarare än genom att undersöka hur mycket kol som exponeras.

Upptining av permafrost orsakas av klimatförändringar som värmer norra höga breddgrader snabbare än någon annanstans på jorden. Utsläpp av permafrostkol till atmosfären kan påskynda klimatförändringarna, med vissa uppskattningar som tyder på att potentiella utsläppshastigheter kan konkurrera med dem från tropisk avskogning. Om ens en liten del av kolet frigörs i form av metan, en kraftfullare växthusgas än koldioxid, då blir feedbacken ännu mer betydelsefull.

Det finns cirka 1 miljon km ² av permafrosttorvmarker på jorden och de lagrar cirka 20 procent av det totala permafrostkolförrådet som förutspås tina detta århundrade. Hastigheten med vilken fryst organisk jord potentiellt skulle kunna bryta ner är upp till fem gånger högre än för fryst mineraljord, och torv är oproportionerligt stor sannolikhet att bli vattensjuk efter upptining, själva förhållanden som främjar metanfrisättning.

Den nya studien, publiceras i Naturens klimatförändringar , uppmätt metanproduktion från tinande torvmarker i den boreala regionen i norra Kanada. Permafrost tina i dessa ekosystem resulterar i bildandet av våtmarker som kan vara stora metankällor. Dock, mot förväntningarna, det visades att mycket lite av den frigjorda metanen härrörde från nedbrytningen av gammalt växtmaterial som tidigare lagrats i permafrost.

Faktum är att forskarna, från University of Exeter, University of Sussex, University of Sheffield, University of Edinburgh och NERC Radiocarbon Facility i Storbritannien, och från Northwest Territories Geological Survey, Geological Survey of Canada och University of Ottawa i Kanada, observerade att de stora mängderna metan som produceras berodde på nedbrytningen av nytt organiskt material som härrör från vegetationen som koloniserade dessa våtmarker efter att permafrosten tinat.

Dr Iain Hartley, från University of Exeters College of Life and Environmental Sciences, sade:"Vi har upptäckt att permafrostens upptining på metanfrisättning från norra torvmarker kan drivas mer av förändringar i våtmarkens omfattning, än av metan som produceras från nedbrytningen av det tidigare frusna organiska materialet i sig.

"För att identifiera de viktigaste faktorerna som styr effekterna av permafrostupptining på metanflöden, det är verkligen viktigt att förstå vad den huvudsakliga källan till metan som frigörs är. I torvmarkerna som vi studerade, det begränsade bidraget av tidigare fryst kol till metanflödena, berättar för oss att dynamik på vattennivå nära ytan och produktiviteten för den nuvarande vegetationen sannolikt kommer att vara nyckeln till att driva flussmedel i dessa system. "

"Av denna anledning, vi måste förbättra vår förmåga att övervaka och förutsäga framtida förändringar i våtmarksutbredning."

Professor Mathew Williams, från University of Edinburghs School of Geosciences och ledare för det övergripande projektet, tillade "Det finns utvecklande möjligheter att använda satelliter för att övervaka våtmarkernas utbredning och dess förändringar över tiden. att förutse lokalisering och tidpunkt för upptining i permafrostregioner - och därmed utvecklingen av våtmarker - är fortfarande en utmaning. Tina är kopplat till stigande temperaturer, men, eftersom växtlighet och jordar isolerar permafrost, Förutsägelser måste också ta hänsyn till klimatförändringarnas effekter på vegetationen. Vår forskning måste nu ta itu med dessa komplexa interaktioner."

Professor Julian Murton från University of Sussex sa:"Permafrost-jord-vegetationssystemet är komplext och känsligt för klimat- och miljöförändringar. Eftersom uppvärmningen av högbreddsskogar och tundraregioner förväntas fortsätta under 2000-talet, utbredd upptining av nära ytan, isrik permafrost förväntas. Detta kommer i sin tur att utlösa ekologiska och biogeokemiska förändringar som själva påverkar klimat och miljöförändringar. Vissa områden med permafrost blir blötare på ytan, andra torrare. Att skilja mellan sådana områden är viktigt för att modellera utsläpp av växthusgaser."