Att kontrollera utsläppen av växthusgaser under de kommande decennierna kan avsevärt minska konsekvenserna av kolutsläpp från upptinande permafrost under de kommande 300 åren, enligt en ny tidning som publicerades denna vecka i Proceedings of National Academy of Sciences .

Omvänt, klimatpolitik som resulterar i små eller inga ansträngningar för att kontrollera växthusgaser som koldioxid skulle sannolikt resultera i ett betydande utsläpp av kol från permafrostområdet år 2300, studien fann.

A. David McGuire, U.S. Geological Survey senior forskare och klimatsystemmodelleringsexpert vid University of Alaska Fairbanks Institute of Arctic Biology, är huvudförfattare till tidningen. Flera andra UAF-forskare, tillsammans med forskare från omkring två dussin andra forskningsinstitutioner över hela världen, bidragit till studien.

Forskare uppskattar att jordarna i jordens cirkumpolära norr innehåller ungefär dubbelt så mycket kol som i atmosfären. Mycket av det kolet är fruset organiskt material som är låst i permafrost. När den globala temperaturen stiger och permafrosten tinar, det tidigare frusna organiska materialet börjar sönderfalla och frigör växthusgaser som metan och koldioxid. Utsläppet av det kolet kan, i tur och ordning, orsaka ytterligare uppvärmning och utsläpp av mer kol, något forskare kallar en positiv feedback-loop.

Även utan omedelbar kontroll av växthusgaser nu, Huvuddelen av permafrostens kolutsläpp skulle inte ske förrän efter år 2100. Studieförfattare noterar att detta kan få samhället att bli självbelåtet och acceptera mindre aggressiva ansträngningar för att kontrollera växthusgaser. Att vänta för länge med att införa kontroller kan innebära att kontrollerna kommer för sent för att förhindra väsentlig förlust av kol från permafrostjordar.

"Samhället kan göra något åt ​​detta, det är åtminstone vad de toppmoderna modellerna säger, " sa McGuire.

Den grad i vilken klimatförändringar kan påverka koldynamiken i den norra permafrostregionen har viktiga konsekvenser för politiska beslut. Dock, de flesta klimatsystemmodeller har inte gjort ett bra jobb med att visa sambandet mellan permafrost och markens koldynamik. På grund av det, de har inte tillåtit en korrekt bedömning av klimatförändringarnas effekter på kol i regionen.

I den nya studien, McGuire och hans kollegor använde simuleringar för att studera förändringar i permafrost och kollagring i den norra permafrostregionen från 2010 till 2299 med hjälp av två klimatförändringsscenarier:ett med låga koldioxidutsläpp och ett med höga koldioxidutsläpp. Permafrostexperten Dmitry Nicolsky från UAF Geophysical Institute tillhandahöll simuleringsdata om förändringar i omfattningen av permafrost på norra halvklotet och det förutspådda tödjupet under de två scenarierna.

Låga utsläppsscenariot skulle kräva att det globala mänskliga samhällets koldioxidutsläpp minskar med 75 procent under detta århundrade. I det scenariot, studien visade förlusten på 3 miljoner till 5 miljoner kvadratkilometer permafrost och förändringar i markens kol från en förlust på 66 petagram till en ökning på 70 petagram. Ett petagram motsvarar en biljon kilogram eller 2,2 biljoner pund.

I scenariot med höga utsläpp, eller i huvudsak ingen förändring i nuvarande trender för användning av fossila bränslen, Permafrostförlusterna var mellan 6 miljoner och 16 miljoner kvadratkilometer, medan markens kolförluster varierade från 74 till 652 petagram och inträffar mest efter 2100. Detta representerar en förlust på 20 till 63 procent av det kol som nu lagras i nordlig permafrost.

Resultaten tyder på att effektiva nya växthusgaskontroller kan bidra till att minska effekterna av klimatförändringar på utsläpp av kol från marken i den norra permafrostregionen och därför minska potentialen för en positiv återkoppling av permafrostkolutsläpp på klimatuppvärmningen.

"Om sådana kontroller inte antas, det kommer att leda till stora förändringar för ekosystem och infrastruktur, sa Nicolsky.