En sovende kulstofbombe vågner langsomt under Sibiriens is
Dybt under det sibiriske landskab ligger en enorm kulstofbeholdning, der i årtusinder har ligget låst fast i frossen jord. Nye målinger afslører nu, hvordan søer opsamler denne frigivne kulstof — med potentielt vidtrækkende konsekvenser for klimaet og det arktiske landskab.
I det østlige Sibirien opvarmes jorden hurtigere end næsten noget andet sted på planeten. Permafrost, der normalt er hård som cement, begynder at tø op. Forskere kan nu dokumentere, hvordan det optøende land dumper enorme mængder kulstof direkte i søerne.
Arktis opvarmes tre til fire gange hurtigere end resten af verden
Temperaturen i Arktis stiger tre til fire gange hurtigere end det globale gennemsnit. Det har dramatiske konsekvenser for permafrost — den jord, der har ligget frossen i mindst to sammenhængende år og ofte er tusindvis af år gammel.
I Sibirien består denne jord ikke kun af sten og sand. Den indeholder også is og store mængder gamle planterester. Så længe alt forbliver dybtfrossen, er kulstoffet relativt sikkert oplagret. Når temperaturen stiger, forrykkes denne balance fuldstændigt.
Når jorden tør op, synker overfladen sammen. Hele landskabsafsnit sætter sig eller skrider nedaf. Der dannes skålformede fordybninger, som hurtigt fyldes med smelte- og regnvand — de såkaldte termokarst-søer.
Permafrost fungerer som en ældgammel dybfryser. Opvarmningen åbner langsomt denne fryser på klem, og indholdet strømmer gradvist ud i vandsystemet.
Forskning i hjertet af Sibirien
Et internationalt forskerhold tilknyttet projektet PRISMARCTIC rejste til Jakutien-regionen i det østlige Sibirien. Her tog de prøver fra titusinder af termokarst-søer spredt over et vidstrakt område.
Forskerne så ikke kun på, hvor meget kulstof der fandtes i vandet — de undersøgte også, hvor det kom fra. De skelede mellem to typer:
- Opløst organisk kulstof: usynlige kulstofforbindelser opløst i vandet
- Partikulært organisk kulstof: små partikler, for eksempel rester fra alger eller planter
For at kunne sammenligne effekten af optøning undersøgte de forskellige typer søer:
- Unge termokarst-søer opstået inden for de seneste halvt hundrede år
- Meget gamle termokarst-søer, der har eksisteret i årtusinder
- Gamle søer, hvis bredder for nylig er styrtet sammen på grund af ny permafrostoptøning og jordskred
Rekordmængder opløst kulstof i unge søer
Målingerne overraskede selv forskerne selv. I unge søer og i gamle søer med nylige bredstyrtninger fandt de ekstremt høje koncentrationer af opløst organisk kulstof — op til flere hundrede milligram per liter.
Op til tre fjerdedele af dette opløste kulstof viste sig at stamme direkte fra optøet permafrost. Det peger på en direkte forbindelse mellem kollapsende bredzoner og søens vandsystem.
Der hvor jorden synker og skrider indad, skyller en strøm af ældgammelt kulstof ind i søen. Det gør sådanne søer til en hurtigkobling mellem optøende jord og atmosfæren.
Situationen er anderledes for den partikulære kulstof. Den består primært af materiale, der produceres direkte i søen — for eksempel af alger og vandplanter. Permafrostens indflydelse på denne fraktion er begrænset.
Ikke al kulstof bliver direkte til drivhusgas
En del af den opløste kulstof omdannes i søen til kuldioxid og metan. Mikroorganismer nedbryder materialet og producerer gasser, der undslipper fra vandet og stiger op i luften.
Studiet afslører dog en uventet pointe. En betydelig del af den gamle kulstof fra permafrost når aldrig gasfasen. Denne kulstofmængde forbliver opløst i vandet eller synker som nydannet materiale til bunden af søen.
Det betyder, at termokarst-søer ikke udelukkende udleder drivhusgasser. De kan også midlertidigt fungere som lagre for kulstof, afhængigt af de underliggende processer i vand og sediment.
Ændret kulstofkredsløb i arktiske søer
Den nye tilstrømning af gammelt materiale forrykker det samlede kulstofkredsløb i søerne. Forholdet mellem lokalt produceret kulstof fra alger og vandplanter og tilført kulstof fra permafrost ændres markant.
Det har stor betydning for klimamodeller, fordi nedbrydningshastigheden af kulstof afhænger stærkt af kilden. Frisk plantemateriale er ofte langt lettere for mikroorganismer at behandle end meget gammelt, delvist nedbrudt permafrostmateriale.
Permafrostoptøning er ikke en simpel tænd/sluk-knap for ekstra udledning — det er et komplekst styrepanel, der forskyrer hele kulstof-systemet i arktiske søer.
Hvorfor disse resultater betyder noget for verdensklimaret
Termokarst-søer findes ikke kun i Sibirien, men i store dele af den arktiske zone — fra Alaska til Skandinavien. Jo mere permafrost der tør op, desto flere af disse søer opstår, og desto større bliver deres rolle i kulstofkredsløbet.
Hidtil har mange klimamodeller primært estimeret permafrostens bidrag ud fra direkte udledning fra jordbunden. Mellemstationen via søer er forblevet underbelyst eller stærkt forenklet.
De nye feltdata fra Jakutien viser, at søerne:
- Kan modtage store mængder gammelt kulstof på kort tid
- Omdanner en del heraf til metan og kuldioxid
- Tilbageholder en anden del i vand og mudder — sommetider i længere perioder
Ved at inkorporere disse detaljer kan modelbyggere bedre vurdere, hvor kraftigt permafrost forstærker opvarmningen gennem tilbagekoblingsmekanismer. Selv små antagelsesfejl om søernes rolle kan på lang sigt få store konsekvenser for den globale balance.
Hvad betyder termokarst og permafrost i hverdagssprog?
Permafrost er ikke blot et lag frossen is — det er en blanding af jord, sten, is og organisk materiale, der har ligget låst fast i århundreder til årtusinder. I visse dele af Sibirien strækker dette lag sig titusinder til hundredvis af meter ned i undergrunden.
Termokarst beskriver de landskabsformer, der opstår, når den frosne undergrund destabiliseres af opvarmning. Når isen i jordbunden smelter, forsvinder støtten til det overliggende lag, som synker, revner eller skrider nedaf. Der hvor vand samler sig, dannes søer.
| Begreb | Kort forklaring |
|---|---|
| Permafrost | Jord der forbliver frossen i mindst to sammenhængende år |
| Termokarst-sø | Sø der opstår når optøende permafrost synker og fyldes med vand |
| Opløst kulstof | Usynlige kulstofforbindelser opløst i vand, målbare via analyser |
| Partikulært kulstof | Fine partikler af organisk materiale, der svæver i vandet |
Blik fremad: risici og videnhuller
For lokalsamfund i Sibirien handler det ikke kun om klimastatistik. Kollapsende bredder truer infrastruktur, landsbyer og rørledninger. Jagt- og fiskeområder forandres, og veje beskadiges, efterhånden som jorden synker.
For det globale klima ligger kernesspørgsmålet i balancen mellem frigivet og genopdagret kulstof. Hvor længe kan en sø holde på kulstof? Hvornår tipper et sådant system over mod primært at udlede? Og hvordan reagerer bakterier og alger på yderligere opvarmning og længere isfrie sæsoner?
Fremtidig forskning fokuserer på sæsonmålinger, registrering af metanbobler der stiger op fra søerne, og langtidsovervågning af individuelle søer. Satellitbilleder kan hjælpe med at identificere nye termokarst-søer på et tidligt tidspunkt, mens feltarbejde leverer de kemiske og gasmæssige detaljer.
For dem der normalt finder nyheder om permafrost abstrakte: denne undersøgelse gør det klart, at forandringerne allerede nu er synlige — i kollapsende bredder, nyopståede søer og hurtigt ændrende vandkemi. Det sibiriske landskab befinder sig i begyndelsen af en langvarig ombygning, hvor underjordiske kulstoflagre spiller en aktiv rolle i klimasystemet.
