Ungefär en fjärdedel av norra halvklotet är täckt av permafrost. Nu, dessa permanent frusna jordbäddar, sten, och sediment är faktiskt inte så permanenta:De tinar i en ökande takt.

Människoinducerade klimatförändringar värmer dessa länder, smälta isen, och lossa jorden. Det här kan låta som vilken godartad vårtimma som helst, men den svallande permafrosten kan orsaka allvarliga skador:Skogar faller; vägar kollapsar; och, i en ironisk twist, den varmare jorden släpper ut ännu mer växthusgaser, vilket skulle kunna förvärra effekterna av klimatförändringarna.

Från de första tecknen på upptining, forskare skyndade sig för att övervaka utsläppen av de två mest inflytelserika antropogena (mänsklig genererade) växthusgaserna (koldioxid och metan). Men tills nyligen, hotet från den tredje största (lustgas) har i stort sett ignorerats.

I Environmental Protection Agency (EPA) senaste rapport (från 2010) myndigheten klassar dessa utsläpp som "försumbara". Kanske för att gasen är svår att mäta, få studier motverkar detta påstående.

Nu, en färsk artikel visar att lustgasutsläppen från upptining av permafrost från Alaska är cirka tolv gånger högre än vad som tidigare antagits. "Mycket mindre ökningar av dikväveoxid skulle innebära samma typ av klimatförändringar som en stor plym av CO2 skulle orsaka", säger Jordan Wilkerson, första författare och doktorand i labbet av James G. Anderson, Philip S. Weld professor i atmosfärisk kemi vid Harvard.

Eftersom lustgas är cirka 300 gånger mer potent än koldioxid, denna avslöjande kan innebära att Arktis – och vårt globala klimat – är i mer fara än vi trodde.

I augusti 2013 medlemmar av Anderson-labbet (pre-Wilkerson) och forskare från National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) reste till Alaskas norra sluttning. De tog med sig ett plan precis stort nog för en (liten) pilot.

Flyger lågt, inte högre än 50 meter över marken, planet samlade in data om fyra olika växthusgaser över cirka 310 kvadratkilometer, ett område 90 gånger större än Central Park. Med hjälp av eddy-covariance-tekniken - som mäter vertikal vindhastighet och koncentrationen av spårgaser i atmosfären - kunde teamet avgöra om mer gas gick upp än ner.

I detta fall, vad går upp, kommer inte alltid ner:Växthusgaser stiger upp i atmosfären där de fångar värme och värmer planeten. Och, lustgas utgör en sekund, speciellt hot:Uppe i stratosfären, solljus och syre samarbetar för att omvandla gasen till kväveoxider, som äter på ozonet. Enligt EPA, gasens atmosfäriska nivåer ökar, och molekylerna kan stanna i atmosfären i upp till 114 år.

I Alaska, Andersons fältteam fokuserade på koldioxid, metan, och vattenånga (en naturlig växthusgas). Men, deras lilla plan tog upp lustgasnivåer, för.

När Wilkerson började på labbet 2013, dikväveoxiddata var fortfarande obearbetad, oberörd. Så, han frågade om han kunde analysera siffrorna som ett sidoprojekt. Säker, Andersson sa, gå rakt fram. Båda förväntade sig att uppgifterna skulle bekräfta vad alla redan verkade veta:Lustgas är inte ett trovärdigt hot från permafrost.

Wilkerson körde beräkningarna. Han kontrollerade sina uppgifter. Han skickade den till Ronald Dobosy, tidningens andra författare, en Atmospheric Scientist och eddy-kovariansexpert vid Oak Ridge Associated Universities (ORAU) vid NOAA. "Jag var skeptisk till att det skulle bli något av det, " säger Dobosy.

Efter trippelkontroller, Wilkerson var tvungen att erkänna:"Detta är utbrett, ganska höga utsläpp." På bara en månad, planet registrerade tillräckligt med lustgas för att uppfylla det förväntade taket för ett helt år.

Fortfarande, studien samlade bara in data om utsläpp under augusti. Och, även om deras plan täckte mer mark än någon tidigare studie, uppgifterna representerar bara 310 av de 14,5 miljoner kvadratkilometerna i Arktis, som att använda en tomt i Rhode Island-storlek för att representera hela USA.

Ändå, några nya studier bekräftar Wilkersons fynd. Andra forskare har använt kammare – täckta, behållare i storlek av pajplattor som planterats i tundran – för att övervaka gasutsläpp under månader och till och med år.

Andra studier extraherar cylindriska "kärnor" från permafrosten. Tillbaka i ett labb, forskarna värmer kärnorna i en kontrollerad miljö och mäter hur mycket gas torven släpper ut. Ju mer de värmde jorden, ju mer lustgas läckte ut.

Både kammare och kärnor täcker ännu mindre mark (inte mer än 50 kvadratmeter) än Andersons luftburna system. Men tillsammans, alla tre pekar på samma slutsats:Permafrost släpper ut mycket mer dikväveoxid än tidigare förväntat. "Det gör dessa fynd lite mer allvarliga, " säger Wilkerson.

Wilkerson hoppas att dessa nya data kommer att inspirera till ytterligare forskning. "Vi vet inte hur mycket mer det kommer att öka, " han säger, "och vi visste inte att det var signifikant förrän den här studien kom ut."

Just nu, eddy-covariance-torn – samma teknik som Anderson-besättningen använde i sitt plan – övervakar både koldioxid- och metanutsläpp över hela Arktis. Anderson var den första som använde luftburen eddy-kovarians för att samla in data om regionens lustgasnivåer. Och, bortsett från de småskaliga men betydelsefulla kammar- och kärnstudierna, ingen ser efter den mest potenta växthusgasen.

Eftersom Arktis värms upp nästan dubbelt så snabbt som resten av planeten, permafrosten förutspås tina upp i en ständigt ökande hastighet. Dessa varma temperaturer kan också ge mer vegetation till regionen. Eftersom växter äter kväve, de kan hjälpa till att minska framtida lustgasnivåer. Men, för att förstå hur växter kan minska risken, forskare behöver mer information om själva risken.

I hans ställe, Wilkerson hoppas att forskare skyndar på och samlar in denna data, oavsett om det är med flyg, torn, kammare, eller kärna. Eller ännu bättre, alla fyra. "Det här måste tas på större allvar än det är just nu, " han säger.

Permafrosten kan ha fastnat i en evig klimatförändringscykel:När planeten värms upp, permafrosten smälter, värmer planeten, smälta frosten, och så vidare. För att ta reda på hur man bromsar cykeln, vi måste först veta hur illa situationen är.