En ny kanadensisk studie har funnit att kol som släpps ut från vissa dammar i högarktis potentiellt kan vara en dold källa till utsläpp av växthusgaser.

Studien undersökte hur upplöst organiskt kol (DOC) lagrat i arktisk permafrost - som tinar i en accelererad takt på grund av klimatförändringar - släpps ut i arktiska vattendelar som ett resultat av fysiska störningar som flyttar näringsämnen över landskapet. För första gången kunde forskare fastställa att den kemiska sammansättningen av kol i dessa dammar är mycket annorlunda än i floder i högarktis.

"Dessa dammar i högarktiken verkar vara hotspots för DOC -nedbrytning, "säger Myrna Simpson, Professor i miljövetenskap vid U i T Scarborough och medförfattare till forskningen.

"Mycket liten hänsyn har tagits till vad som händer med DOC i dessa dammar som finns över hela Arktis, och det kan eventuellt vara en källa till koldioxidutsläpp som släpps ut i atmosfären med dessa störningar. "

DOC finns överallt - det finns i sjöar, hav och i jord. Det är väsentligen sönderdelat växt- eller animaliskt material som kan lösas upp genom att komma i kontakt med vatten. I High Arctic DOC blir mobil genom att komma in i vattendelar, som sker i en accelererad takt på grund av snabb tinning av permafrost och den resulterande förändringen av det fysiska landskapet.

"Den snabba upptiningen resulterar i vad som kallas aktiva lageravskiljningar, "förklarar Simpson." Tänk på dessa störningar som jordskred där jord och vatten blandas ihop. "

När DOC lägger sig i dammar kan det lättare nedbrytas av mikrober än i floder, vilket betyder att mer kol kan släppas ut i atmosfären. Medan tidigare studier har undersökt hur aktiva lageravskiljningar har stimulerat mikrobiell aktivitet i arktisk mark, detta är det första som mest tittar på vattenkällor inklusive dammar.

"Vi mätte inte hur mycket kol som släpptes eftersom vi inte förväntade oss att hitta det här, "säger Simpson." Detta är en av de nya resultaten av studien - att dessa dammar kan spela en viktig roll i den globala koldioxidcykeln. "

Vad mer, Simpson noterar, den arktiska permafrosten lagrar mycket kol eftersom det i allmänhet förblir fryst, låst på plats länge. Med snabb upptining av permafrosten, det förändras. Faktiskt, använder radiokolldatering, forskarna fann DOC mer än 5, 000 år gammal som försämrades.

Provtagning av vattenkällorna för studien gjordes av Queen's University forskare docent Melissa Lafrenière och professor Scott Lamoureux från Cape Bounty Arctic Watershed Observatory nära Melville Island i Nunavut.

Ett viktigt nästa steg för forskningen blir att se hur utbrett fenomenet är, till exempel om det händer i alla arktiska dammar. Men som Lafrenière påpekar, Det är också viktigt att förstå de bakomliggande mekanismerna som driver skillnaden mellan DOC i dammar mot floder.

"Vi måste göra några massbalansstudier för att räkna ut kolmassan i dessa vattendrag. Detta inkluderar hur mycket kol som finns. och vilka är de viktigaste in- och utgångarna som styr hur mycket kol som finns i vattnet, " hon säger.

För att kunna göra det, de kommer att behöva mäta inte bara mängden kol i vattnet utan också de olika kolformerna inklusive DOC, upplöst oorganiskt kol, partikelformigt organiskt kol, gasformig CO2 och metan.

Framtida labb- och fältförsök kommer att utformas för att räkna ut processerna som är ansvariga för vinster eller förluster av kol från dessa dammar, och även processen bakom att omvandla kol från en form till en annan, tillägger Lafrenière.

Analys av DOC för studien utfördes i tre olika laboratorier i hela Kanada för att forskare skulle kunna använda en mängd sofistikerade mätningar. Professor Yves Gélinas från Concordia University och professor André Simpson från U på T Scarborough lånade ut sin expertis till studien. Data samlades också in och sammanställdes av Dr. Jun-Jian Wang, en tidigare postdoktor i professor Myrna Simpsons laboratorium, nu assisterande professor vid Southern University of Science and Technology i Kina.

Forskningen publiceras i tidskriften Miljövetenskap och teknik .