Under de senaste decennierna, Arktis har börjat visa tecken på betydande ekologiska omvälvningar. Uppvärmningshastigheten i Arktis är nästan dubbelt så hög som det globala genomsnittet, och dessa förändringar utlöser en kaskad av destabiliserande miljöeffekter. Is smälter, permafrosten tinar, och experter säger att bränder i arktiska skogar är lika skadliga som de har varit på 10, 000 år.

Men ny forskning tyder på att samma faktorer som driver Arktis förändrade klimat underblåser ett geologiskt svar som kan spela en liten roll för att motverka dessa förändringars skadliga effekter.

I en studie publicerad i tidskriften Miljövetenskap och teknik , forskare från Florida State University rapporterar att i två stora arktiska floder, 40 år av klimatförändringar verkar ha befäst en naturlig process som förbrukar och lagrar atmosfärisk koldioxid.

Processen av intresse för forskare var produktionen av flodalkalinitet, eller flodvattnets förmåga att motstå förändringar som skulle göra det surare. Alkalinitet bildas när koldioxid löst i regnvatten vittrar stenytor. När stenarna är vittrade, kolatomen som finns i koldioxid omvandlas från en gas i atmosfären till ett salt som kan lagras geologiskt i årtusenden.

I allmänhet, ju mer alkalinitet detekteras i en given vattenväg, desto mer koldioxid drogs ut från atmosfären.

"Produktionen av alkalinitet är ett naturligt sätt som jorden återvinner atmosfärisk koldioxid, " sa studiens huvudförfattare Travis Drake, en doktorand vid FSU:s Department of Earth, Havet och atmosfärisk vetenskap.

Produktionen av alkalinitet utgör en koldioxidsänka, " ett system som fungerar i motsats till naturliga och antropogena koldioxidutsläpp. Forskarna försökte fastställa hur förändrad mänsklig aktivitet och de dramatiska förändringarna i det arktiska klimatet kan påverka alkalinitetsproduktionen i två av regionens största floder, Ob' och Jenisej.

Det fanns enkla sätt att ta prover på alkalinitet i de moderna floderna, men för historiska mätningar, teamet förlitade sig på mängder av decennier gamla bioövervakningsdata.

"Eftersom det är många förändringar på gång i Arktis som ett resultat av klimatförändringar och annan antropogen aktivitet, vi antog att produktionen av alkalinitet också kan ha förändrats över tiden, " sade Drake. "Genom samarbete med våra ryska kollegor, vi kunde återställa en historisk alkalinitetsdatauppsättning som går tillbaka till sovjettiden."

Efter att ha analyserat data och jämfört historiska alkalinitetshastigheter med samtida mätningar, forskarnas misstankar bekräftades. Inte bara hade alkaliniteten ökat för både Yenisei- och Ob'-floderna, men hastigheterna hade skjutit i höjden med anmärkningsvärda 185 respektive 134 procent under 40-årsintervallet – två siffror som dvärgar ökningstakten i liknande stora floder som Mississippi (59 procent under de senaste 47 åren).

Möjliga orsaker till de avsevärda alkalinitetsökningarna är många. Tina permafrost, ökade vattenflöden, exponering av oförvittrade mineralytor, förändringar i surt nedfall från mänsklig industri och koldioxidgödsling av arktiskt växtliv är alla potentiella bitar i detta oväntade pussel.

Men resultatet är enkelt:I dessa floder som skär tusentals mil genom det hårda arktiska landskapet, mänsklig aktivitet verkar utlösa en uttalad reaktion.

"Om klimatförändringarna orsakar en ökning av alkalinitetsproduktionen i Arktis, det kan fungera som en liten negativ feedback till uppvärmning, vilket är bra, " sa Drake.

Även om eskalerande alkalinitet inte kommer att närma sig storleken på reaktionen som krävs för att motverka antropogena koldioxidutsläpp, forskare sa att dessa fynd illustrerar det dynamiska sättet som jordsystem reagerar på extrema klimatförändringar.

"Vi måste fortfarande mycket oroa oss för den alarmerande hastigheten med vilken koldioxiden ökar i vår atmosfär, men detta belyser komplexiteten och den något homeostatiska dynamiken i den globala kolcykeln, " sa Drake.