Klimatske promene izazvane ljudima skraćuju period snežnog pokrivača na Arktiku. Ali prema novom istraživanju koje su vodili naučnici zemaljskog sistema na Univerzitetu Kalifornije, Irvine, neki delovi Arktika dobijaju dublji snežni sloj nego što je uobičajeno, a taj dubok sneg pokreće odmrzavanje dugo zamrznutih rezervi ugljenika u permafrostu i dovodi do povećanja emisija gasova staklene bašte poput ugljen-dioksida i metana.
„To je prvi dugoročni eksperiment u kojem direktno merimo mobilizaciju drevnog ugljenika tokom cele godine kako bismo pokazali da dublji sneg ima mogućnost da prilično brzo mobiliše ugljenik duboko u tlu“, rekla je Klaudija Czimčik, profesor nauke o Zemljinom sistemu. i glavni autor studije, koja se pojavljuje u AGU Advances. „Nažalost, on podržava ideju da će emisije ugljenika iz permafrosta doprineti već rastućem nivou CO 2 u atmosferi.“
Terenski rad za studiju odvijao se u Međunarodnom eksperimentu u tundri (ITEKS) na jezeru Tolik na Aljasci, eksperimentu koji je 1994. započeo ko-voditelj studije Džef Velker sa Univerziteta Aljaske. Prvobitni cilj eksperimenta, objasnio je Velker, bio je da se razume kako će dublji sneg uticati na ekosisteme arktičke tundre.
Tokom poslednjih nekoliko godina, zajednički tim UCI i Aljaske obavio je terenski rad na lokaciji ITEKS-a i otkrio da se zajednički arktički ekosistem — tundra tundra — pretvorio u cjelogodišnji izvor drevnog ugljen-dioksida. Ovo je bilo rezultat odmrzavanja permafrosta zatrpanog pod snegom gde je sneg bio tri do četiri puta dublji od prosečne dugoročne dubine snega od 1994. godine.
Kada je istraživanje počelo, ni Velkerov tim ni klimatski naučnici nisu mislili da će eksperimentalni tretman dubljeg snega dovesti do tako brzog odmrzavanja permafrosta.
„Ovi nalazi sugerišu da stabilnost permafrosta na arktičkoj Aljasci, a možda i na globalnom nivou, može prilično brzo da reaguje na promene zimskih snežnih uslova na Arktiku, gde zima može da traje i do osam meseci“, rekao je Velker. „Povratne informacije o zimskoj klimi poput ove su karakteristika tundre koja ranije nije bila prepoznata i u potpunosti cenjena.
Nalazi tima, objasnio je Czimczik, sugerišu da čak i ako čovečanstvo odmah prestane da emituje gasove koji zagrevaju planetu, poput ugljen-dioksida, emisije iz arktičkih izvora bi se nastavile.
„Implikacije su da ako su klimatski modeli ispravni i posmatranja nastave da pokazuju povećanje snega, onda će, pored snažnog zagrevanja, sneg u velikoj meri ubrzati emisije iz permafrosta“, rekao je Czimczik. „Bio sam veoma zabrinut kada sam video podatke.
Do sada, modeli klimatskih promena koji pomažu grupama kao što je Međuvladin panel za klimatske promene da prognoziraju različite scenarije klimatskih promena, delimično nisu uzimali u obzir emisije iz permafrosta zato što je te emisije teško kvantifikovati. Ali Czimczik i njen tim izgradili su senzore na UCI-ju i bili su u mogućnosti da direktno izmere emisije ugljenika od permafrosta na njihovom mestu na Arktičkom polju.
„Nismo bili sigurni da li ćemo moći da vidimo emisije ugljenika iz permafrosta na terenu“, rekao je Czimczik. „Međutim, možemo čak videti i drevne emisije ugljenika tokom leta,“ kada bi emisije ugljenika iz biljaka trebalo da budu dominantne.
Bivši UCI dr. student Šon Pedron i postdoktorski istraživač Univerziteta Aljaske Gas Jespersen posetili su lokaciju 2019. kako bi instalirali senzore.
„Prikupljanje podataka na udaljenom Arktiku bilo je prilično teško, ali i veoma nezaboravno“, rekao je Pedron. „Rezultat da se drevni ugljenik mobiliše u tlu izolovanom snegom je ono što smo očekivali da pronađemo iz našeg ranijeg rada, ali smo takođe bili iznenađeni kada smo otkrili koliko je ukupno više ugljenika u oblasti poboljšanog snega.
„Imati eksperiment koji se sprovodi skoro 30 godina, posebno onaj koji se fokusira na zimske uslove, takva je retkost na Arktiku“, rekao je Jespersen. „Taj vremenski okvir nam je dao jedinstveni prozor u jednu mogućnost za budući Arktik, i bilo je otrežnjujuće biti svedoci i dokumentovati kaskadu promena ekosistema koje su sve rezultat jednostavnog više snega na tlu.
Trenutne klimatske promene uzrokuju povlačenje snega i leda u većem delu Arktika. Ali isto zagrevanje koje pokreće povlačenje takođe dovodi do povećanog isparavanja, a samim tim i padavina u određenim regionima. Dublji sneg deluje kao ćebe, izolujući zemlju koja se leti zagrejala od niskih temperatura vazduha. Ovo uzrokuje odmrzavanje permafrosta, što omogućava mikroorganizmima da konzumiraju prethodno zamrznutu organsku materiju i, u tom procesu, oslobađaju gasove koji zagrevaju planetu.
„Emisije permafrosta će verovatno početi ranije nego što smo očekivali“, rekao je Czimczik.
Czimczik je dodala da se nada da će sve veća svest o opasnosti od emisija iz prirodnih izvora dodatno podstaći ljude da obuzdaju emisije iz drugih izvora koji su pod ljudskom kontrolom. „To je prilika za pojedince, ali i izvršne direktore i vlade, da smanje emisije i investiraju u rešenja za hvatanje ugljenika, a mi moramo da uradimo još bolji posao nego što smo mislili, jer će emisije permafrosta učiniti da propustimo naš cilj za gasove staklene bašte i temperaturu.“
