När arktisk permafrostjord tinar, växthusgaser släpps ut i atmosfären, men det mesta av kolet som för närvarande rinner ut från sjöar i norra Alaska är relativt ungt, enligt en ny studie som leds av forskare vid University of California, Irvine.

"Detta resultat är avgörande, eftersom mycket av den biomassa som lagras under jorden i Arktis är gammal, som går tillbaka till Pleistocene -epoken, som slutade mer än 11, 500 år sedan, "sa Claudia Czimczik, UCI docent i jordsystemvetenskap, som ledde studien som visades denna vecka i Naturens klimatförändringar . "När huvuddelen av det mycket gamla kolet återvinns och släpps ut, vi kommer att titta på en massiv nettoökning av utsläppen av gaserna som förvärrar den globala uppvärmningen. "

Men forskare som använder kol-14-dateringstekniker har fastställt att kolet som släpps ut från dessa arktiska sjöar ackumulerats under de senaste decennierna och århundradena, mot flera årtusenden, vilket innebär att klimatet påverkas mindre.

"Dessa unga kolbassänger innehåller troligen relativt färska fotosyntetiska produkter som spolats in i sjöarna från deras omgivande vattendelar, organiskt material från vattenväxter och växtplankton, eller vattenburen upplöst oorganiskt kol, "sade huvudförfattaren Clayton Elder, en forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory som var doktorand. student vid UCI under detta projekt.

Forskargruppen undersökte ett varierat urval av sjöar över en 96, 500 kvadratkilometer del av Alaskas norra sluttning, ett område större än Oregon. De tog prover både vinter- och sommarmånaderna 2013 och 2014.

Genom att studera sjöar över en stor region, forskarna kunde illustrera den fysiska miljöens inverkan på koldioxidutsläppsmönster. Skillnader i sedimentstrukturer i permafrosten som omger sjöarna spelar en roll; finare partiklar kan avlägsna mer kol under längre perioder än sandigare jordar. Upptining av finare sediment kan också frigöra större mängder näringsämnen för att stimulera mikrobiell nedbrytning av organiskt material, släpper ut fler växthusgaser.

En annan viktig upptäckt är att nästan alla växthusgaser som släpps ut från de undersökta vattendragen var i form av koldioxid (CO2), inte metan (CH4). CO2 är cirka 30 gånger mindre effektivt för att fånga solvärme än CH4. Äldste sa att det lilla gamla kolet som släpps ut från Alaskas sjöar också mestadels är CO2 istället för CH4.

"Detta innebär att en stor andel av CH4 som produceras i sjöns sediment oxideras till CO2 i vattenpelaren innan det släpps ut i atmosfären, "sa han." Isskydd, som är känslig för klimatet, är särskilt viktigt för att omvandla eventuella CH4-utsläpp till mindre påverkande CO2, eftersom det hindrar utsläpp och gör CH4 sårbar under längre perioder för oxiderande mikrober som lever i vattenpelaren. Om vi ​​tappar mer och mer is i framtiden på grund av uppvärmningen, högre andel kol skulle kunna avges som CH4. "

Annan forskning har visat att medan metan från gamla kolreservoarer släpps ut i bottenvatten i Ishavet utanför Alaskas kust, bara små mängder når faktiskt upp till ytan. Detta tyder på att vattenkolonnoxidation är en stark kontroll av utsläpp av gammalt kol till atmosfären som den kraftfulla växthusgasen CH4.

Äldste kallade denna undersökning för första gången för arktiska sjöar. "Vårt mål var att mäta utsläpp av växthusgaser på relevanta skalor av rum och tid, så vår datauppsättning representerar en viktig baslinje som framtida studier kan använda för jämförelseändamål, "sa han." Dessa känsliga miljöer har varit grovt undersökta tidigare, särskilt med tanke på deras potentiella inverkan på det globala klimatet. "