Nauka  / News

Topnienie wiecznej zmarzliny ma większy wpływ na zmiany klimatu niż sądzono

Gwałtowne rozmarzanie wiecznej zmarzliny podwoi wcześniejsze szacunki poziomu potencjalnej emisji węgla uwalnianego w tym procesie w Arktyce. Już teraz zmienia się krajobraz i ekologia obszarów okołobiegunowych.

Permafrost, wiecznie zamarznięta warstwa leżąca pod okresowo topniejącą warstwą powierzchni zajmuje 18 milionów kilometrów kwadratowych na wysokich szerokościach geograficznych lub ćwierć całego lądu na półkuli północnej. Obecne szacunki wskazują, że permafrost zawiera ok. 1500 petagramów węgla czyli równowartość ok. 1,5 biliona ton metrycznych węgla.

Wieczna zmarzlina na Alasce. Źródło: Miriam Jones, US Geological Survey

W najnowszym opracowaniu rozróżniono rozmarzanie permafrostu, które stopniowo wpływa na zmarzlinę i jej zapasy węgla oraz gwałtowne formy rozmarzania. Jakieś 20 proc. obszaru Arktyki charakteryzuje się warunkami sprzyjającymi procesowi gwałtownego rozmarzania, ze względu na wysoką zawartość lodu.

Gwałtownie odmarzająca wieczna zmarzlina emituje duże ilości węgla, w tym także dwutlenku węgla i metanu, który jest nawet skuteczniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla. Oznacza to, że choć w dowolnym momencie jedynie niecałe 5 proc. arktycznej wiecznej zmarzliny doświadcza gwałtownego rozmarzania, to emitowane przez nie ilości węgla porównywalne są z pozostałymi 95 proc. topniejącymi stopniowo.

Takie gwałtowne rozmarzanie jest szybkie i dramatyczne oraz niesamowicie wpływa na krajobraz. Na przestrzeni kilku miesięcy lasy stają się jeziorami, pojawiają się osuwiska lądu i zapadliska - mówi Merritt Turetsky, dyrektor Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR).

Gwałtowne rozmarzanie wiecznej zmarzliny może zachodzić na różne sposoby, ale zawsze pociąga za sobą dramatyczne i gwałtowne zmiany ekologiczne.

Wieczna zmarzlina składa się ze skał, gleby i, w niektórych przypadkach, z luk wypełnionych czystym lodem.

W jej wnętrzu znajduje się dwa razy więcej węgla niż w atmosferze, ponieważ przechowuje ona pozostałości organizmów żyjących kiedyś w Arktyce, w tym zwierząt, roślin i mikrobów. Materia ta, która nigdy w pełni się nie rozłożyła, uwięziona jest w tej ziemskiej zamrażarce od tysięcy lat.

Drzewa z trudem utrzymują równowagę w jeziorze powstałym wskutek gwałtownego wytapiania wiecznej zmarzliny. Źródło: David Olefeldt

Gdy klimat się ociepla, wieczna zmarzlina nie może pozostać zamarznięta. Na 80 proc. okołobiegunowej Arktyki, ocieplający się klimat może spowodować stopniowe topnienie zmarzliny, które będzie trwało dekady, a nawet setki lat.

Jednak w pozostałej części Arktyki, gdzie zawartość lodu wodnego jest duża, gwałtowne rozmarzanie może zająć zaledwie kilka miesięcy, co może doprowadzić do ekstremalnych konsekwencji dla krajobrazu i atmosfery, szczególnie tam, gdzie wieczna zmarzlina bogata jest w lód. Mowa tu o tak zwanych procesach termokarstycznych. Prowadzą one do powstawania krajobrazu krasowego, charakteryzującego się podatnością na erozję i powstawanie zapadlisk.

Autorzy opracowania porównali ilość węgla uwalnianą w toku gwałtownego wytapiania lodu do tej uwalnianej w trakcie stopniowego rozmarzania lodu wiecznej zmarzliny. Jak dotąd istniały ogólne szacunki ilości węgla uwalnianego w procesie stopniowego wytapiania lodu, ale badacze nie mieli pojęcia o tym ile węgla uwalnia się w trakcie gwałtownego topnienia.

W ramach swoich badań chcieli sprawdzić, jak istotna jest to informacja w kontekście konstruowania modeli klimatu. Obecnie nie istnieją żadne modele klimatu uwzględniające procesy termokarstyczne, a tylko nieliczne w ogóle biorą pod uwagę wytapianie wiecznej zmarzliny.

Wpływ gwałtownego topnienia nie jest jak dotąd uwzględniany w żadnym istniejącym globalnym modelu klimatu, a wyniki naszych badań wskazują, że może ono zwiększyć ilość węgla uwalnianego z wiecznej zmarzliny nawet dwukrotnie - mówi David Lawrence, współautor opracowania z National Center for AtmosphericResearch (NCAR).

Uzyskane przez badaczy wyniki wskazują, że wieczna zmarzlina musi być wzięta pod uwagę we wszystkich modelach klimatu.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst