De ‘eeuwig’ bevroren grond (paars) dooit door aardopwarming, in het grijsblauwe gebied is de bodem ten minste vijftien dagen per jaar bevroren (afb: WikiMedia Commons)
Onderzoekers van het Instituut voor Atmosferische Fysica van de Chinese Academie van Wetenschappen, zochten antwoord op de vraag of de dooi van de permafrost zal leiden tot een extra uitstoot van broeikasgassen uit de voorheen bevroren bodem. Dat onderzoek zou hebben aangetoond dat opwarming van ongeveer 2°C de broeikasgasput in Arctische permafrostecosystemen vergroot. Deze winst wordt echter voor een groot deel tenietgedaan door een verzwakking van de broeikasgasput in alpiene permafrostgebieden.
Permafrost, de bevroren grond die minstens twee jaar bevroren is geweest onder de koude Arctische en alpiene gebieden op het noordelijk halfrond, bedekt ongeveer 17% van het wereldwijde landoppervlak en slaat naar schatting een derde van de wereldwijde organische koolstof in de bodem op. Die permafrost ontdooit door de aardopwarming, wat zou kunnen leiden tot de uitstoot van broeikasgassen geleid tot bezorgdheid over het bereiken van een omslagpunt, wat een onomkeerbare positieve terugkoppelingslus in gang zet die de opwarming versnelt. Een cruciale onbeantwoorde vraag is (was?) of deze ecosystemen hun rol als broeikasgasput in een warmere wereld kunnen behouden.
Het beoordelen van de netto broeikasgasrespons in permafrost zou notoir complex zijn vanwege de sterke ruimtelijke verschillen van deze landschappen. Het VN-klimaatforum heeft de terugkoppeling tussen permafrost en klimaat aangemerkt als een belangrijke onzekerheid in de wereldwijde koolstofbalans. “We hebben gegevens van 1090 onafhankelijke locaties geïntegreerd met gemeten reacties van koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4) en lachgas (N2O) op experimentele opwarming in de permafrostgebieden op het noordelijk halfrond”, zegt eerste auteur Bao Tao.
De ecosystemen van de alpiene permafrost bevinden zich op grotere hoogte en lagere breedtegraden, hebben van nature een laag bodemvochtgehalte dan de Arctische. Opwarming veroorzaakt verdere bodemuitdroging, wat de koolstofopname door fotosynthese aanzienlijk verzwakt en de koolstofuitstoot versnelt.
Arctische permafrost wordt gekenmerkt door nattere bodems en dichtere vegetatie. Die omstandigheden ondersteunen een hogere CO2-opname. Opwarming verhoogt het ondergrondse bodemvocht, wat de CO2-opname verder stimuleert en de uitstoot door koolstofafbraak in de bodem gedeeltelijk compenseert. De belangrijkste zorg hier is een aanzienlijke toename van de CH4-uitstoot door drassige bodems.
Het onderzoek wierp ook licht op de vaak over het hoofd geziene rol van lachgas (N2O). Opwarming veroorzaakte een verhoogde N2O-uitstoot in zowel alpiene als arctische gebieden. Hoewel de absolute hoeveelheid laag is, zorgt dooiende permafrost ervoor dat er meer beschikbare stikstof in de bodem vrijkomt, wat mogelijk leidt tot een opmerkelijke toename van de N2O-uitstoot.
273 maal zo sterk
Gezien het feit dat N2O een aardopwarmingspotentieel heeft dat ongeveer 273 keer zo groot is als dat van CO2 over een eeuw, kunnen zelfs kleine stijgingen een onevenredig grote invloed hebben op het klimaat.
“Door de extra opwarming in permafrostgebieden onder de 2°C te houden, kan een wijdverbreide positieve terugkoppeling tussen permafrost en klimaat in het algemeen worden voorkomen”, aldus Xu Xiyan, corresponderend auteur van de studie. “Maatregelen om de opwarming in alpiene permafrostecosystemen te beperken zijn echter dringend noodzakelijk om hun kwetsbare koolstofput te behouden.”
“We streven ernaar de patronen en mechanismen te ontdekken van de reacties van broeikasgassen op opwarming in permafrostecosystemen en zo cruciale gegevens te leveren voor het verbeteren van klimaatprognoses”, aldus Jia Gensuo, medeauteur van de studie.
Bron: phys.org