Versneld ontdooiend permafrost geeft ons een angstaanjagend inkijkje in de toekomst

[univers]

Sentinel-2 valse kleurenbeeldweergave van het onderzoeksgebied met de schiereilanden Seward en Baldwin in het noordwesten van Alaska. Opnamedatum: 3 juli 2018 (: ESA Sentinel-2 satellietgegevens.

De bevroren permafrost in het noordpoolgebied ontdooit op alarmerende schaal. Door een jaarlijks record van satellietbeelden te analyseren, hebben onderzoekers van het Alfred Wegener Institute deze bevindingen nu bevestigd: thermokarstmeren in Alaska worden één voor één leeggemaakt omdat warmere en nattere omstandigheden een diepere dooi veroorzaken, waardoor de bevroren grond effectief verzwakt als een barrière rond meren. In het seizoen 2017/2018 werd meerafvoer waargenomen op een schaal die de modeloutput pas aan het einde van de eeuw verwachtte.

Het noordpoolgebied warmt als gevolg van klimaatverandering sneller op dan bijna elk ander gebied op aarde. Een van de bekendere: het steeds kleiner wordende zomerijs in het noordpoolgebied. Maar de opwarming van de aarde drukt ook zijn stempel op de terrestrische permafrost. Sinds enkele jaren ontdooien permafrostregio's steeds intensiever in Noord-Amerika, Scandinavië en Siberië - bijvoorbeeld in het uiterste noordwesten van Alaska. Permafrost is grond die permanent bevroren is gebleven tot een diepte van enkele honderden meters, vaak sinds de laatste ijstijd, ongeveer 20.000 jaar geleden, of in sommige gevallen zelfs langer.

De permafrostgebieden nabij de stad Kotzebue, Alaska, zijn bezaaid met honderden dooimeren. Deze worden gevormd wanneer de permafrostbodems beginnen te ontdooien en verzakken. Smeltwater uit de bodem of uit de wintersneeuw en zomerregen verzamelt zich in de holtes. Sommige zijn enkele duizenden jaren oud en zijn gevormd sinds het einde van de laatste ijstijd. Maar de laatste jaren is het merenlandschap veranderd door vaker relatief milde winters daar. In de zomer ontdooien de permafrostbodems uitgebreid en in de winter bevriest ze niet helemaal opnieuw, wat betekent dat de oevers van de meren instabiel worden en instorten, waardoor het water uit de meren wegloopt. Onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) zagen een bijzonder extreem voorbeeld hiervan in de seizoenen 2017 en 2018: binnen een jaar, meer meren zijn drooggelegd dan ooit tevoren - ongeveer 190 in totaal. "De schaal heeft ons geschokt", zegt AWI-geograaf Ingmar Nitze. “De winter 2017/2018 was extreem nat en warm. De omstandigheden waren vergelijkbaar met de omstandigheden die volgens onze klimaatmodellen tegen het einde van deze eeuw normaal zullen zijn. In zekere zin vingen we een glimp op van de toekomst. Tegen die tijd zal de wijdverbreide afvoer van meren een catastrofale omvang hebben bereikt. "


Sentinel-2-satellietbeeld van een pas gedraineerd thermokarst-meer op het noordelijke schiereiland Seward in het noordwesten van Alaska. Opnamedatum: 3 juli 2018. (: ESA Sentinel-2 satellietgegevens. Beeldmateriaal gemaakt en geopend via SentinelHub / Sentinel Playground)

Zoals Nitze en zijn co-auteurs in het tijdschrift The Cryosphere rapporteren, lag de gemiddelde temperatuur in het seizoen 2017/2018 ongeveer vijf graden Celsius boven het langetermijngemiddelde. In Kotzebue is de wintertemperatuur meestal rond de min 20 graden - maar in dat jaar was de temperatuur op meerdere dagen 10 tot 20 graden hoger. Bovendien viel er als gevolg van de vochtige lucht een aanzienlijke hoeveelheid sneeuw. Omdat sneeuw de bodem in de winter isoleert tegen de koude lucht, vriest de actieve laag en bovenste permafrost die in de zomer gedeeltelijk waren ontdooid tijdens deze relatief zachte winter niet voldoende opnieuw. Een aaneenschakeling van factoren heeft waarschijnlijk geleid tot de afwatering van de meren, een daarvan was het feit dat de permafrost rond de oevers was verslechterd, waardoor laterale afwatering mogelijk was. In aanvulling op, de grote hoeveelheid smeltwater van de dooiende sneeuwmassa's verhoogde het waterpeil van het meer. Om het nog erger te maken, kon het water gemakkelijk weglopen, waardoor echte overstromingskanalen door de ontdooide bodemlaag werden gesneden. “Met een diepte van één tot drie meter zijn de meren relatief ondiep en lopen ze dus snel leeg”, legt Ingmar Nitze uit. Gelukkig, aangezien de regio dunbevolkt is, is er geen grote schade aangericht. Maar daar gaat het niet om, voegt de onderzoeker toe. “Deze afwateringsgebeurtenis toont simpelweg de extreme omvang van opwarming en impact op toendra- en permafrostlandschappen die we de komende decennia in het noordpoolgebied zullen zien. Maar bovenal laat het zien dat extreme gebeurtenissen niet pas aan het einde van de eeuw zullen plaatsvinden, maar al plaatsvinden en de komende jaren zullen gebeuren. " Dit is een reden tot bezorgdheid, omdat het betekent dat de oude plantenresten die in de permafrost zijn opgeslagen, kunnen worden blootgesteld en afgebroken door microben. De koolstof in de planten komt vervolgens vrij als kooldioxide of methaan, wat het broeikaseffect verergert - een vicieuze cirkel.


Luchtfoto van het zee-rijke permafrostlandschap op het noordelijke schiereiland Seward met typische landvormen zoals polygonen, pingo's en thermische karstmeren en depressies (: Alfred Wegener Institute / Jens Strauss)


Luftbild der Küste der seereichen Permafrostlandschaft der Baldwin Halbinsel mit Thermokarstseen und -senken (: Alfred-Wegener-Institut / Ingmar Nitze)


Luchtfoto van een vers gedraineerde Thermokarstsee met gratis meer sedimenten op het noordelijke schiereiland Seward. Het afvoerkanaal loopt aan de rechterkant van de foto. (: Alfred Wegener Instituut / Ingmar Nitze)


Luchtfoto van een thermokarst-meerbekken dat een paar jaar geleden is drooggelegd op het noordelijke schiereiland Seward met aanzienlijk andere vegetatie in vergelijking met het omringende landschap (: Alfred Wegener Institute / Guido Grosse)

Voor hun studie evalueerden Ingmar Nitze en zijn collega's satellietbeelden van de regio rond Kotzebue en het noordwesten van Alaska. Op de foto's zijn de volle en gedraineerde meren gemakkelijk te onderscheiden. Het is ook duidelijk wanneer de meren beginnen leeg te lopen. Winter 2017/2018 was de warmste in de regio sinds de continue records begonnen in het station van Kotzebue in 1949. Dienovereenkomstig hadden de experts verwacht dat verschillende meren zouden leeglopen. Maar ze hadden niet verwacht dat het op deze schaal zou gebeuren. "In de milde jaren 2005 en 2006 zijn verschillende meren drooggelegd - maar deze keer waren er twee keer zoveel." En dat is zorgwekkend, waarschuwen de experts, omdat het tegelijkertijd betekent dat het potentieel van de permafrost om grote hoeveelheden koolstof vast te houden in een alarmerend tempo afneemt.

https://www.awi.de/en/about-us/service/ ... rlauf.html