Jordskred orsakat av snabb upptining av permafrost Kredit:Carolyn Gibson, University of Guelph doktorand
En "sovande jätte" gömd i permafrostjordar i Kanada och andra nordliga regioner över hela världen kommer att få viktiga konsekvenser för den globala uppvärmningen, säger en ny rapport ledd av University of Guelph-forskaren Merritt Turetsky.
Forskare har länge studerat hur gradvis upptining av permafrost som inträffar under decennier i centimeter av ytjord kommer att påverka kolutsläpp till atmosfären. Men Turetsky och ett internationellt team av forskare tittar på något helt annat:snabb kollaps av permafrost som kan förvandla landskapet på bara månader genom sättningar, översvämningar och jordskred.
"Vi ser denna sovande jätte vakna mitt framför våra ögon, sade Turetsky, som innehar Canada Research Chair in Integrative Ecology.
Teamet diskuterar vikten av plötslig upptining för uppskattningar av kolutsläpp, nordliga sätt att leva och klimatpolitik i en kommentar i numret 2 maj av Natur . Forskarna har sammanställt resultat från abrupta upptiningsstudier från en rad miljöer över permafrostzonen för att uppskatta den totala effekten.
Permafrost påverkar ungefär en fjärdedel av marken på norra halvklotet. Dessa frusna jordar låser upp kol i biomassa från döda växter, djur och mikrober under årtusenden, förhindrar dess nedbrytning och håller det borta från atmosfären. Som ett resultat, permafrostregionens jordar innehåller nu dubbelt så mycket kol - cirka 1,6 biljoner ton - som finns i atmosfären.
"Vi arbetar i områden där permafrost innehåller mycket is, och våra fältplatser förstörs av plötslig kollaps av denna is, inte gradvis under decennier, men mycket snabbt över månader till år, sa Turetsky.
Medförfattare Miriam Jones, en geologisk undersökningsgeolog i USA, sa:"Denna plötsliga upptining förändrar skogklädda ekosystem till att tina upp sjöar och våtmarker, vilket resulterar i en stor omvandling av landskapet som inte bara påverkar klimatåterkopplingen av kol utan också förändrar vilda livsmiljöer och skadar infrastrukturen."
Metanbubblor stiger från en sjö. Kredit:Katey Walter, University of Alaska Fairbanks
Beskriver bildandet av tösjöar och jordskred som utlöser massförflyttning av jord och sediment till floder och bäckar, Turetsky tillägger:"Det händer snabbare än någon förutspått. Vi visar att plötslig upptining av permafrost påverkar mindre än 20 procent av permafrostregionen, men koldioxidutsläpp från denna relativt lilla region har potential att fördubbla klimatåterkopplingen i samband med upptining av permafrost."
Till skillnad från gradvis upptining som mest påverkar ytan och långsamt tränger in i marken, plötslig upptining av permafrost stör djupare kollager snabbare. Dessutom, plötslig tining frigör mer metan - en starkare växthusgas än koldioxid - än gradvis tining.
I deras tidning, teamet efterlyser mer mätning och övervakning av arktisk permafrost, samt förbättrad modellering och rapportering av effekter av upptining på klimatet.
University of Alaska Fairbanks emeritusprofessor Dave McGuire sa, "Det finns ett akut behov av att göra väsentliga framsteg när det gäller att representera effekterna av plötslig upptining på kolcykeln i jordsystemmodeller. Detta kommer att informera beslutsfattare om hur utsläpp av kol från plötslig upptining kan påverka implementeringen av kolhanteringsstrategier för att kontrollera tillväxten av växthusgaser i atmosfären."
Forskarna säger att snabb permafrostkollaps kommer att ha lokal, nationella och internationella effekter, från att förändra traditionella rese- och jaktmönster i norr, att orsaka kostsamma infrastrukturskador på vägar och järnvägar, att göra det ännu svårare att nå utsläppsmål som syftar till att begränsa den globala uppvärmningen.
Trots hot mot norra permafrost och klimat, Turetsky är fortfarande optimistisk.
"Om vi kan begränsa mänskliga utsläpp, vi kan fortfarande stävja de farligaste konsekvenserna av klimatuppvärmningen. Vårt handlingsfönster blir smalt, men vi har det fortfarande och kan göra ändringar för att rädda Arktis som vi känner det, och jordens klimat tillsammans med det."
Ted Schuur, professor vid Northern Arizona University, sa, "Syntesvetenskap utformad för att föra samman idéer och människor för att skapa ny kunskap är avgörande för att förstå plötsliga töeffekter över permafrostregionen i den skala där det påverkar klimatet."
