I den nordligaste delen av jorden smälter den arktiska permafrosten i en accelererad hastighet. I mer än ett decennium har ett internationellt team av forskare från ETH Zürich, University of Alaska Fairbanks och German Aerospace Center observerat topografiska fickmärken - stora fördjupningar som kallas "retrogressiva upptiningssänkningar". Svackorna uppstår när permanent frusna jordlager (isrik permafrost) smälter och lämnar arktiska sluttningar som är känsliga för jordskred. Jordskreden signalerar en risk för potentiellt utsläpp av kol som har lagrats i permafrosten i tiotusentals år.

Risk för utsläpp av organiskt kol

Deras resultat, nyligen publicerade i European Geosciences Unions tidskrift The Cryosphere , avslöjar betydande förändringar av topografin på Sibiriens Taymyr-halvön, i norra Ryssland. Studiens resultat avslöjar en stark, 43-faldig ökning av retrogressiv upptiningsnedgångsaktivitet och en 28-faldig ökning av kolmobilisering. Ökningen råkar också sammanfalla med en extrem värmebölja som inträffade i norra Sibirien 2020, där temperaturen enligt uppgift nådde 38 grader Celsius (mer än 100 grader Fahrenheit) – rekordstora temperaturer för den arktiska regionen.

"Den kraftiga ökningen av aktiviteten för upptining till följd av den sibiriska värmeböljan visar att kolmobilisering från permafrostjordar kan reagera skarpt och icke-linjärt på ökande temperaturer", hävdar tidningens huvudförfattare, Philipp Bernhard, Institutet för miljöteknik, ETH Zürich.

Mäter förändringar av arktisk permafrost

Med hjälp av satellitdata har forskargruppen kunnat utveckla en ny metod för att kvantifiera kolmobilisering i permafrostjord. För närvarande finns det ingen annan storskalig metod som mäter, till en så hög nivå av rumslig och vertikal upplösning, förändringarna i permafrostregioner. Denna metod gör det möjligt för forskare att ge en mer exakt uppskattning av tillståndet för kolcykeln till den globala kolbudgeten.

Byggande på en tidigare fält- och luftburen flygstudie utförd i Kanadas Mackenzie River Delta, samlade forskarna in förstudiedata som de senare använde för att jämföra och analysera med satellitinsamlade data över samma region. Sedan 2010 har det tyska flygcentret drivit ett innovativt satellituppdrag med engångsradar med syntetisk bländaröppning, TanDEM-X-uppdraget, för att samla in 3-dimensionell höjddata över jordytan. Utöver radardata, från 2015, analyserade forskare data som erhållits från de optiska Sentinel-2-satelliterna utplacerade som en del av Europeiska rymdorganisationens jordobservationsuppdrag, Copernicus Program med fokus på det arktiska landskapet.

Försummad del av den arktiska kolcykeln

Sibiriens Taymyr-halvön är, liksom många områden i det arktiska området, en avlägsen och nästan otillgänglig region som gör vetenskapliga fältstudier till en utmanande, om inte omöjlig, operation. Resultaten av denna studie indikerar; dock att sommarvärmeböljor och värmande arktiska områden utgör en betydande miljörisk som är värd att övervaka.

Den arktiska permafrosten omsluter enligt uppgift cirka 1,5 biljoner ton organiskt kol, ungefär dubbelt så mycket som för närvarande finns i atmosfären. Bernhard håller med om att de potentiella riskerna förknippade med denna typ av kolmobilisering är "en stor, men till stor del försummad komponent i den arktiska kolcykeln." Forskargruppen förutser att satellitfjärranalys kommer att vara ett oumbärligt verktyg för kontinuerlig övervakning av kolmobilisering till följd av smältande permafrost över Arktis. + Utforska vidare

Minimala bevis på permafrostkol i Sibiriens Kolyma-flod