Upptining av permafrost påverkar växter och jordar i tundras ekosystem, och slutligen lagringen av kol i permafrostjordar. Tundrans yta avtar när isen i permafrosten smälter och dräneras. Detta kan maskera förlusten av markens kol över tiden som uppstår som ett resultat av markens mikrobiell aktivitet som omvandlar markens organiskt material till växthusgaser koldioxid och metan. Redovisning av marksättningar till följd av upptining avslöjade att avsevärda mängder markkol försvann både direkt till atmosfären som koldioxid, men också lösas i vatten som rinner från denna plats. Kolförlust i marken från permafrostens ekosystem som hamnar i atmosfären vid växthusgaser kan i slutändan påskynda klimatförändringarna. Kredit: Victor O. Leshyk, Centrum för ekosystemvetenskap och samhälle, Northern Arizona University
I åratal, forskare har pekat på värmande permafrost i den arktiska tundran som en källa för ökat kol i atmosfären; när denna jord värms, det släpper ut växthusgaser som länge varit fångade i frusen mark.
Ny forskning från Northern Arizona University visar att ännu mer kol släpps ut från tinad permafrost än vad klimatforskare tidigare trott. César Plaza, Christina Schädel och Ted Schuur, professorer vid Centrum för ekosystemvetenskap och samhälle (Ecoss), skrev en artikel som publicerades denna månad i Naturgeovetenskap som introducerar ett nytt sätt att spåra markens kol i permafrost, vilket förändrar deras förståelse för hur miljöförändringar påverkar ekosystemets kollagring. Experimentet bygger på en långvarig uppvärmningsstudie av permafrosttundra som Schuur och andra medarbetare gör i Alaska.
"Denna studie var ny eftersom vi använde nya metoder för att direkt spåra markens kolförluster, och de var mycket högre än vi tidigare trott, ", sade Schuur. "Detta tyder på att kol inte bara försvinner genom växthusgaser direkt till atmosfären utan också löses i vatten som strömmar genom jorden och sannolikt transporterar kol i strömmar, löv och floder."
Denna studie kvantifierar markens kol i förhållande till en fast askhalt, som använder mineralkomponenten i jord som ett mått för pooljämförelser över tid, vilket gjorde det möjligt för teamet att få direkta mätningar av förändringar i markens kol. De använde detta tillvägagångssätt för att direkt mäta förändringar i markens koldioxidpool under en femårsperiod, visar en årlig förlust på mer än 5 procent av markens kol.
Eftersom nästan en tredjedel av jordens yta kol är fångat i permafrosten, detta indikerar större konsekvenser inte bara i nuet, men också när världen hanterar klimatförändringarna inom en snar framtid. Forskare som studerar permafrosten ser en cykel:högre temperaturer leder till att mer av permafrosten tinar, vilket leder till att markens kol släpps ut i atmosfären, vilket leder till högre temperaturer, som leder till upptining av permafrost, och så vidare.
Enligt studien, 5 till 15 procent av markens kol som finns i permafrosten kan släppas ut i atmosfären i slutet av århundradet, med det aktuella scenariot. Modelleringsövningen som forskargruppen använde för att jämföra överensstämde med observationerna men antyder att förlustfrekvensen kan vara dubbelt eller mer högre.
"Våra resultat visar potentialen för upprepade mätningar som kvantifierar förändringar i markens kol över hela permafrostregionen för att bättre förstå dess miljööde, " läser studien. "Ett försök som detta är en kritisk och för närvarande förbisedd länk för att bestämma omfattningen av det markbundna permafrostkolet till klimatförändringar."
Att koppla alla delar till klimatförändringen kommer att vara en viktig faktor när det globala samhället försöker bekämpa dess effekter, sa Schuur.
"Detta är avgörande eftersom kol som förloras från dessa ekosystem hamnar i atmosfären och kan påskynda klimatförändringarna, " han sa.
