Zee-ijsvrij Arctisch gebied maakt permafrost kwetsbaar voor ontdooien

[univers]

Nieuw onderzoek, vandaag gepubliceerd in Nature, geleid door wetenschappers van het Department of Earth Sciences van de Universiteit van Oxford, en bij de Geological Survey of Israel, levert bewijs uit Siberische grotten die suggereren dat zomerzee-ijs in de Noordelijke IJszee een essentiële rol speelt bij het stabiliseren van permafrost en zijn grote voorraad koolstof.

Permafrost is grond die het hele jaar door bevroren blijft; het beslaat bijna een kwart van het noordelijk halfrond. In de bevroren toestand van permafrost kan het grote hoeveelheden koolstof opslaan; ongeveer twee keer zoveel als in de atmosfeer. De snelheid en de mate van toekomstige ontdooiing van permafrost en de daaruit voortvloeiende uitstoot van koolstof, is moeilijk te voorspellen op basis van moderne waarnemingen alleen.

Echter, een cruciale relatie uit het verleden tussen zomerzee-ijs in het Noordpoolgebied en permafrost, ontdekt in deze studie, wordt nu begrepen, met belangrijke implicaties voor de toekomst.

Prof. Gideon Henderson, een auteur van het onderzoek van het Department of Earth Sciences, Universiteit van Oxford, zei: 'We waren verrast om te ontdekken dat tijden waarin permafrost in het verleden smolt niet gewoon overeenkwam met tijden waarin de aarde het is het warmst, maar was veel waarschijnlijker toen het Noordpoolgebied in de zomer ijsvrij was. Deze ontdekking over het gedrag van permafrost in het verleden suggereert dat het verwachte verlies van Arctisch zee-ijs in de toekomst het smelten van de permafrost die momenteel in een groot deel van Siberië wordt gevonden, zal versnellen. '

De afgelopen jaren zijn significante dalingen van het Noordzee-ijs waargenomen en naar verwachting zal het Noordpoolgebied in de komende decennia geen zomerzee-ijs bevatten. Een dergelijk verlies van zeeijs zal waarschijnlijk leiden tot een versnelling van het ontdooien van permafrost in Siberië en tot de daaruit voortvloeiende afgifte van koolstof.



Het nieuwe onderzoek is gebaseerd op uitdagend veldwerk (foto) om Siberische grotten te ontdekken en te verkennen. Grotten zijn krachtige recorders van perioden waarin permafrost in het verleden afwezig was. Stalagmieten, stalactieten en stromingsstenen kunnen zich alleen vormen als er vloeibaar water is, en dus niet als het bovenliggende land permanent bevroren is. De aanwezigheid van stalagmieten in grotten onder de huidige permafrost demonstreert dus periodes waarin permafrost in het verleden afwezig was.

Ontwikkeling van nieuwe benaderingen tot op heden stalagmieten met behulp van metingen van natuurlijk uranium en lood, maken datering van de teruggewonnen stalagmieten - en dus van perioden van permafrost afwezigheid - voor de laatste anderhalf miljoen jaar mogelijk. Stalagmieten groeiden met tussenpozen van 1.500.000 tot 400.000 jaar geleden en zijn de laatste 400.000 jaar niet gegroeid. De timing van stalagmietvorming, en dus de afwezigheid van permafrost, heeft niet alleen betrekking op de mondiale temperaturen in het verleden, maar komt met name vaker voor toen de Noordelijke IJszee vrij was van zomerzee-ijs.

Deze studie toont aan dat verschillende processen kunnen leiden tot de relatie tussen Arctisch zee-ijs en permafrost. De afwezigheid van zeeijs leidt tot een toename van warmte- en vochtoverdracht van oceaan naar atmosfeer en daarom tot warmere lucht die ver over land naar Siberië wordt getransporteerd. Vochtafvoer verhoogt ook de sneeuwval over Siberië tijdens de herfstmaanden. Deze sneeuwdeken isoleert de grond tegen de extreme koude van de winters, wat leidt tot een toename van de gemiddelde jaarlijkse grondtemperaturen, waardoor de permafrost wordt gedestabiliseerd. Bijgevolg zal permafrost in gebieden met verhoogde sneeuwbedekking en isolatie gaan ontdooien, waarbij kooldioxide vrijkomt dat millennia lang was gevangen.

Het internationale team dat betrokken is bij de studie bestaat uit wetenschappers van de Geological Survey of Israel, The University of Oxford, UK, Northumbria University, UK, The Institute of Earth's Crust of the Russian Academy of Sciences (Irkutsk, Rusland) en de Speleoclub Arabica (Irkoetsk, Rusland).

http://www.ox.ac.uk/news/2020-01-08-sea ... le-thawing