En tidigare okänd betydande koldioxidkälla som just upptäckts i Arktis har forskare förundrad över en en gång förbisedd bidragsgivare till lokala kustekosystem - och oroade över vad det kan innebära i en era av klimatförändringar.

I en Naturkommunikation papper släppt idag, vattenkemister och hydrologer från University of Texas vid Austins Marine Science Institute och Jackson School of Geosciences, U.S. Fish and Wildlife Service och Florida State University presenterar bevis på betydande, oupptäckta koncentrationer och flöden av upplöst organiskt material som kommer in i arktiska kustvatten, med källan som grundvattenflöde ovanpå frusen permafrost. Detta vatten rör sig osynligt från land till hav, men forskare tror nu att det bär betydande koncentrationer av kol och andra näringsämnen till arktiska kustnära livsmedelsbanor.

Grundvatten är globalt känt för att vara viktigt för att leverera kol och andra näringsämnen till haven, men i Arktis, där mycket vatten förblir fångat i frusen jord, dess roll har varit mindre tydlig. Forskare blev förvånade över att veta att grundvatten kan bidra med en mängd upplöst organiskt material till Alaskan Beaufort -havet som nästan är i nivå med vad som kommer från närliggande floder under sommaren.

"Vi måste börja tänka annorlunda om grundvatten, "sa seniorförfattaren Jim McClelland, professor i marinvetenskap vid UT Austin. "Vattnet som rinner från floder till Ishavet är ganska väl redogjort för, men hittills har inte grundvattnet som rinner till detta hav varit det. "

Forskarsamhället har i allmänhet antagit att grundvattentillförseln från land till hav är liten i Arktis eftersom ständigt frusen mark, eller permafrost, begränsar flödet av vatten under tundraytan.

Forskningen som publiceras idag beskriver provtagning av koncentration och ålder av upplöst kol, liksom kväve, i grundvatten som flyter under markytan i Arktis under sommaren. Teamet fann att när grunt grundvatten rinner under ytan på platser i norra Alaska, det tar upp nytt, ungt organiskt kol och kväve som förväntat. Dock, de upptäckte också att när grundvattnet rinner mot havet, det blandas med lager av djupare jordar och upptining av permafrost, plocka upp och transportera århundraden till årtusenden gammalt organiskt kol och kväve.

Detta gamla kol som transporteras av grundvatten anses vara minimalt sönderfallet, aldrig sett dagens ljus innan det möter havet.

"Grundvatteninmatningar är unika eftersom detta material är ett direkt skott till havet utan att se eller bli nedbrytbart av ljus, "Sa McClelland." Solljus på vattnet kan sönderdela organiskt kol när det färdas nedströms i floder. Organiskt material som levereras till kusthavet i grundvatten är inte föremål för denna process, och kan därför vara värdefull som en matkälla för bakterier och högre organismer som lever i arktiska kustvatten. "

Forskarna drog slutsatsen att tillförseln av läckbart organiskt kol från grundvatten uppgår till så mycket som 70% av det upplösta organiska materialflödet från floder till Alaska Beauforthavet under sommaren.

"Trots sin gamla ålder, upplöst organiskt kol i grundvatten ger en ny och potentiellt viktig källa till bränsle och energi för lokala kustnära matbanor varje sommar, "sa huvudförfattaren Craig Connolly, en nyutexaminerad från UT Austins Marine Science Institute. "Den roll som grundvatteninsatserna spelar för kol- och näringscykling i arktiska kustekosystem, nu och i framtiden när klimatförändringar och permafrost fortsätter att tina, är något vi hoppas kommer att väcka forskningsintresse under de kommande åren. "

Medförfattare M. Bayani Cardenas, professor vid Jackson School of Geosciences, sade att klimatförändringarnas stora effekt på Arktis gör grundvattenforskning desto viktigare.

"Arktis värmer upp dubbelt så mycket som resten av planeten. Med det kommer permafrostupptining och födelsen av akviferer, "sade han." Det är troligt att grundvattentransport i Arktis kommer att bli allt viktigare i framtiden. "