Den globala uppvärmningen orsakar ökande skador i världens permafrostregioner. Som den nya globala jämförande studien gjord av det internationella permafrostnätverket GTN-P visar, i alla regioner med permafrostjord steg temperaturen på den frysta marken på mer än 10 meters djup med i genomsnitt 0,3 grader Celsius mellan 2007 och 2016 - i Arktis och Antarktis, liksom de höga bergskedjorna i Europa och Centralasien. Effekten var mest uttalad i Sibirien, där temperaturen på den frysta jorden steg med nästan 1 grad Celsius. Pionjärstudien har just släppts i onlinejournalen Naturkommunikation .

Ungefär en sjättedel av landområdet på jorden omfattar permafrostregioner, vilket innebär att marken har förblivit permanent frusen i minst två på varandra följande år. I de flesta av dessa regioner, dock, kylan trängde in i marken för årtusenden sedan; som ett resultat, i de mest extrema fallen, permafrosten fortsätter till ett djup av 1,6 kilometer. I Arktis, människor förlitar sig på permafrostjorden som en stabil grund för hus, vägar, rörledningar och flygplatser. Men i kölvattnet av den globala uppvärmningen, integriteten hos dessa strukturer äventyras alltmer, skapar enorma kostnader. Dessutom, permafrostjord innehåller massiva mängder bevarade växt- och djurmaterial. Om detta organiska material tinar tillsammans med permafrosten, mikroorganismer kommer att börja bryta ner det - en process som kan producera tillräckligt med koldioxid- och metanutsläpp för att höja den globala medeltemperaturen med ytterligare 0,13 till 0,27 grader Celsius år 2100.

En ny jämförande studie som släppts av GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost) visar för första gången i vilken utsträckning permafrostjordar runt om i världen redan har värmts. För studiens syften, de deltagande forskarna övervakade och analyserade marktemperaturen i borrhål i Arktis, Antarktis och olika höga bergskedjor runt om i världen i 10 år. Data samlades på djup större än 10 meter, för att utesluta påverkan av säsongens temperaturvariationer.

Den kompletta datamängden omfattar 154 borrhål, Varav 123 tillhandahåller data under ett helt decennium, medan resten kan användas för att förfina beräkningar på årlig avvikelse. Resultaten visar att under de tio åren från 2007 till 2016, temperaturen på permafrostjorden steg vid 71 av de 123 mätställena; i fem av borrhålen, permafrosten tinade redan. I kontrast, jordtemperaturen sjönk vid 12 borrhål, t.ex., på enskilda platser i östra Kanada, södra Eurasien och på Antarktishalvön; vid 40 borrhål, temperaturen förblev praktiskt taget oförändrad.

Forskarna observerade den mest dramatiska uppvärmningen i Arktis:"Där, i regioner med mer än 90 procent permafrostinnehåll, markens temperatur steg med i genomsnitt 0,30 grader Celsius inom 10 år, "rapporterar författaren Dr. Boris Biskaborn, medlem av forskargruppen Polar Terrestrial Environmental Systems vid Potsdam -anläggningarna vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research. I nordöstra och nordvästra Sibirien, temperaturökningen vid några borrhål var 0,90 grader Celsius eller ännu högre. För jämförelsens skull, lufttemperaturen i respektive regioner steg med i genomsnitt 0,61 grader Celsius under samma period.

Längre söderut, i arktiska regioner med mindre än 90 procent permafrost, den frysta marken värmdes bara med 0,2 grader i genomsnitt. "I dessa regioner det kommer mer och mer snöfall, som isolerar permafrosten på två sätt, enligt iglooprincipen:På vintern, snön skyddar jorden från extrem kyla, som i genomsnitt ger en värmande effekt. På våren, det reflekterar solljuset, och förhindrar att jorden utsätts för för mycket värme, åtminstone tills snön helt har smält bort, "Förklarar Biskaborn.

Betydande uppvärmning kan också ses i permafrostregionerna i de höga bergskedjorna och i Antarktis. Temperaturen på de permanent frusna jordarna i Alperna, i Himalaya och i de nordiska ländernas bergskedjor steg med i genomsnitt 0,19 grader Celsius. I de grunda borrhålen i Antarktis, forskarna mätte en ökning med 0,37 grader.

"Alla dessa uppgifter berättar att permafrosten inte bara värmer i lokal och regional skala, men över hela världen, och i nästan samma takt som klimatuppvärmningen, som ger en kraftig uppvärmning av luften och ökad snötjocklek, särskilt i Arktis. Dessa två faktorer ger i sin tur en uppvärmning av den en gång permanent frusna marken, "säger professor Guido Grosse, Chef för Permafrost Research Section vid Alfred Wegener Institute i Potsdam.

Permafrost -övervakning kräver en institutionell ram

Dessa avslöjande insikter är belöningen för ett decennium långt internationellt samarbete som involverade experter från 26 länder. Majoriteten av de borrhål som användes i studien borrades och utrustades med mätutrustning under Internationella polaråret 2007/08, och erbjöd en första "ögonblicksbild" av permafrosttemperaturerna. Sedan dess, mer än 50 forskargrupper har utfört regelbundet underhåll på mätstationerna, och registrerade sina avläsningar på årsbasis. I det virtuella nätverket GTN-P, fynden samlades och standardiserades därefter säkerställer deras jämförbarhet.

Prof. Hanne H. Christiansen, medförfattare till studien och ordförande för International Permafrost Association (IPA), säger, "Att övervaka globala permafrosttemperaturer och samla in data i den fritt tillgängliga GTN-P-databasen är oerhört viktigt-och inte bara för forskare, pedagoger och kommunikatörer, men för olika andra användare. "

"Permafrosttemperaturen är en av de mest allmänt accepterade klimatvariablerna. Den ger en direkt inblick i hur den frysta marken reagerar på klimatförändringar, "förklarar forskaren. Denna information är framför allt viktig i de permafrostregioner där jorden redan har blivit varmare eller börjat tina, ger stora skador när marken spänner, destabilisera vägar och byggnader. Följaktligen, forskarna planerar att fortsätta övervaka borrhålen.

Till skillnad från väderobservationer, det finns fortfarande ingen enskild internationell institution som, följer i World Meteorological Organization (WMO), buntar framgångsrikt nationella intressen. En sådan institution skulle vara en viktig tillgång när det gäller att samordna dessa viktiga vetenskapliga mätningar, och för att säkerställa att övervakningsplatserna fortsätter att användas i framtiden.

Hittills, permafrostborrhålen och temperatursensorerna installerade i dem har hållits igång av enskilda forskargrupper inom ramen för olika småskaliga projekt. Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P) erbjuder ett webbaserat datahanteringssystem (gtnpdatabase.org), som utvecklades gemensamt av Alfred Wegener Institute och den islandsbaserade Arctic Portal, och möjliggjordes av Europeiska unionens ekonomiska stöd.