Ny viden om permafrost forbedrer klimamodeller
Nye forskningsresultater fra Center for Permafrost på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet dokumenterer for første gang, at permafrost under optøning kan give anledning til overraskende hurtig frigivelse af kuldioxid (CO2) til atmosfæren, og at det fremtidige vandindhold i jorden er afgørende for at forudsige effekten af en permafrostoptøning. De nye resultater kan give mere præcise klimamodeller.
Permafrosten tør og bidrager dermed til en frigivelse af kuldioxid (CO2) og andre drivhusgasser til atmosfæren. Men hastigheden, hvormed kuldioxid frigives fra permafrost, er dårligt dokumenteret og en af de vigtigste usikkerheder ved de nuværende klimamodeller.
Hidtil har viden primært været baseret på målinger af frigivelse af kuldioxid i korte forsøg på op til 3-4 måneder. De nye resultater er baseret på målinger over 12 år. Der er samtidigt gennemført forsøg med forskelligt vandindhold.
Det er professor og leder af CENPERM ( Center for Permafrost), Bo Elberling, som står bag de opsigtsvækkende forskningsresultater, som nu offentliggøres i det internationalt anerkendte tidsskrift Nature Climate Change.
- Set fra et klimaforandrings-perspektiv betyder det meget, om det tager 10 eller 100 år at frigive f.eks. halvdelen af permafrostens kulstofpulje. Vi har vist, at tilgangen af ilt i forbindelse med dræning eller udtørring er helt afgørende for en hurtig frigivelse af kuldioxid til atmosfæren, siger Bo Elberling.
Vandindhold i jorden afgørende for at forudsige effekt af permafrostoptøning
De nye resultater viser også, at det fremtidige vandindhold i jorden er altafgørende for at forudsige effekten af en permafrostoptøning korrekt.
Hvis permafrosten forbliver vandmættet efter optøning, så sker nedbrydningen af kulstof meget langsomt og frigivelsen af kuldioxid sker over flere 100 år. De nye resultater kan direkte bruges til at forbedre de nuværende klimamodeller.
De nye studier tager udgangspunkt i forskningsstationen Zackenberg i Nordøstgrønland, men permafrostprøver fra 4 andre lokaliteter på Svalbard og i Canada er blevet inddraget og viser en overraskende overensstemmelse i kulstoftabet over tid.
- Det er tankevækkende, at baggrunden for hele problemstillingen er mikroorganismer. Mikroorganismer, som nedbryder kulstofpuljen og som tilsyneladende allerede findes i permafrosten. Den afgørende faktor – vandindholdet – er på samme måde koblet til det oprindelige høje indhold af is i de fleste permafrostprøver. Temperaturen stiger og permafrosten tør, men det er altså permafrostens karakteristika, som er afgørende for den langsigtede frigivelse af kuldioxid, fastslår Bo Elberling.
Link til videnskabelig artikel
Kontakt
Centerleder og professor Bo Elberling, CENPERM, Center for Permafrost, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet, Øster Voldgade 10, 1350 København K. Mobil: + 45 23 63 84 53.
Relaterede nyheder
Kontakt
Centerleder, professor Bo Elberling
Center for Permafrost
Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning
Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Københavns Universitet
Mobil: 2363 8453
Mail: be@geo.ku.dk
Journalist Svend Thaning
Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Mobil: +45 28 75 42 81
Mail: svt@science.ku.dk
Om CENPERM
Center for Permafrost (CENPERM) er et Center of Excellence finansieret af Danmark Grundforskningsfond i perioden 2012-2018. CENPERM er et tværfagligt projekt, som undersøger de biologiske, geografiske og fysiske effekter af optøning af permafrost i Grønland.
Undersøgelserne kombinerer feltforsøg i Grønland under ekstreme betingelser med laboratorieforsøg under kontrollede forhold. Undersøgelserne skal afkode det komplekse samspil mellem mikroorganismer, planter og jord, når permafrosten tør.
Permafrost og kulstof
Permafrost er jordlag og sedimenter, som forbliver frosne mere end 2 år i træk, mens aktivlaget er den øverste del af jorden, som tør hver sommer. I arktiske områder med såkaldt kontinuert permafrost kan tykkelsen af permafrosten være flere hundrede meter.
Permafrosten indeholder store mængder af organisk stof, fordi kulstofpuljen er opbygget over flere tusinde år. Kulstofpuljen kan være særdeles stor, hvor gamle overfladelag med organisk materiale er blevet begravet af vind- eller vandaflejrede sedimenter.
På den måde kan overfladenære lag med tiden blive en del af permafrosten. Dertil kommer, at puljen af organisk stof kun langsomt omsættes under de generelt kolde forhold i Arktis.Når permafrostlag tør er det veldokumenteret, at kulstof i organisk stof kan omsættes, og at disse omsætningsprocesser kan bidrage til en markant frigivelse af både kuldioxid og metan – to velkendte og problematiske drivhusgasser.
Hvor hurtigt tør permafrosten?
Observationer fra Grønland kan give svaret på spørgsmålet om, hvor hurtigt permafrosten tør. Tykkelsen af aktivlaget er i Zackenberg i Nordøst Grønland blevet målt ved vækstsæsonens afslutning siden 1996.
Målingerne viser, at aktivlagets tykkelse øges med mere end 1 cm per år. Det vil sige, at permafrosten som minimum tør mere end en cm mere hvert år. Det er et minimumsbud, fordi permafrost pga. dets indhold af is, typisk bliver mindre efter det er tøet og blevet en del aktivlaget.
Danmark Meteorologiske Instituts har klimamodeller for perioden frem til 2100 for hele Grønland. Modelresultaterne forudsiger et fremtidigt klima med en sommer middeltemperatur, der er 2-3 grader varmere end i dag. Det vil alt andet lige betyde en øget optøning af permafrost i størrelsesordenen 10-30 cm de næste 70 år.
Variationen 10-30 cm knytter sig til, at en øget optøning er bestemt af jordtype derunder i særlig grad vandindholdet. Den maksimale optøning forventes i de tørre jordtyper.