Havsbottensediment i Ishavet kan hjälpa forskare att förstå hur permafrost reagerar på klimatuppvärmningen. Ett multidisciplinärt team från Stockholms universitet har hittat bevis på att permafrost tinat upp under klimatuppvärmningen i slutet av den senaste istiden. Deras resultat, publiceras i Vetenskapens framsteg , varning för vad som kan hända inom en snar framtid:Att uppvärmning i Arktis med bara några grader Celsius kan utlösa massiv upptining av permafrost, kusterosion, och utsläpp av växthusgaserna koldioxid (CO ₂ ) och metan (CH ₄ ) i atmosfären.

Arktisk permafrost lagrar mer kol än atmosfären gör. När permafrosten tinar, detta kol kan omvandlas till växthusgaser (CO ₂ och CH ₄ ) som sedan kommer in i atmosfären och kan påverka klimatsystemet. För att förbättra förutsägelser om framtida växthusgasutsläpp från permafrost, forskare har börjat titta in i det förflutna, utforska hur tidigare klimatuppvärmning, till exempel i slutet av den senaste istiden, påverkad permafrost och dess stora kolförråd.

"Vår nya studie visar för första gången hela historien om hur uppvärmningen i slutet av den senaste istiden utlöste upptining av permafrost i Sibirien. Detta tyder också på utsläpp av stora mängder växthusgaser, säger Jannik Martens, Ph.D. student vid Stockholms universitet och huvudförfattare till studien. "Det verkar troligt att tidigare upptining av permafrost vid tider av klimatuppvärmning, ca 14, 700 och 11, 700 år sedan, var delvis också relaterat till ökningen av CO ₂ koncentrationer som ses i Antarktiska iskärnor för dessa tider. Det verkar som om den arktiska uppvärmningen med bara några få grader Celsius är tillräcklig för att störa stora områden som täcks av permafrost och potentiellt påverka klimatsystemet."

I den aktuella studien, forskarna använde en åtta meter lång sedimentkärna som återvanns från havsbotten mer än 1 000 meter under Ishavets yta under SWERUS-C3-expeditionen ombord på den svenska isbrytaren Oden redan 2014. För att rekonstruera permafrost som tinar på land, forskarna använde radiokol ( ¹⁴ C) datering och molekylär analys för att spåra organiska lämningar som en gång släpptes ut genom upptining av permafrost och sedan tvättades ut i Ishavet.

"Från denna kärna lärde vi oss också att erosion av permafrostkustlinjer var en viktig drivkraft för permafrostförstörelse i slutet av den senaste istiden. Kusterosion fortsätter till våra dagar, dock tio gånger långsammare än under dessa tidigare snabba uppvärmningsperioder. Med de senaste uppvärmningstrenderna, dock, vi ser återigen en acceleration av kusterosion i vissa delar av Arktis, som förväntas frigöra växthusgaser genom nedbrytning av det frigjorda organiska materialet, säger Örjan Gustafsson, Professor vid Stockholms universitet och ledare för forskningsprogrammet. "Alla utsläpp från upptinande permafrost innebär att det finns ännu mindre utrymme för antropogena växthusgasutsläpp i jord-klimatsystemets budget innan farliga trösklar nås. Det enda sättet att begränsa permafrostrelaterade växthusgasutsläpp är att mildra klimatuppvärmningen genom att sänka antropogena Växthusgasutsläpp."

Gustafsson, Martens och deras kollegor befinner sig nu igen i Ishavet som en del av International Siberian Shelf Study (ISSS-2020) ombord på det ryska forskningsfartyget Akademik Keldysh. Expeditionen lämnade hamnen i Archangelsk den 26 september och befinner sig för närvarande i Östsibiriska havet, söker fler svar på hur ett förändrat klimat kan utlösa utsläpp av kol, inklusive växthusgaser, från arktiska permafrostsystem, inklusive kusterosion och permafrost under havsbotten bevarad från den gångna istiden.