Kolymafloden, foto: Jorien Vonk/Stockholms universitet
Kolymafloden, foto: Jorien Vonk/Stockholms universitet

 

Arktis permafrost och gamla torvmossar utgör ”frusna jättar” i det globala kolkretsloppet. De översta få metrarna av Arktis permafrost innehåller nästan dubbelt så mycket kol som i all koldioxid i atmosfären och mer än 200 gånger mer av växthusgasen metan. Den stora mängd av ännu fastlagd kol i permafrosten kan i ökande grad tina upp och frigöras med en ökande klimatuppvärmning – och den kan då omvandlas till och frisläppas som koldioxid och metan till atmosfären och då leda till ytterligare ökad klimatuppvärming i en självförstärkande spiral. Denna feedbackprocess mellan kol och klimat är svår att bedöma eftersom upptining av permafrost varierar över olika områden i Arktis och det finns begränsat med data från dessa svårtillgängliga områden. Den nya studien tar ett nytt grepp genom att använda kol-14-signalen i stora floder som ett integrerande mått för att förstå upptining och frisläppning från permafrost i flodernas enorma dräneringsområden.

— Floder transporterar kol från olika källor i sina dräneringsområden, inklusive kol som lösgjorts från tinande permafrost och kollapsande torvmossar, samt kol från vanliga jordar. Kol-14 datering hjälper oss att särskilja de relativa bidragen från dessa olika källor, säger Birgit Wild, forskare vid Stockholms universitet och huvudförfattare av studien.

Kol-14 agerar fingeravtryck

Gammalt kol som har förvarats i djup permafrost eller torvmossar i tusentals år innehåller alltså mindre kol-14 (halveringstid 5730 år) än kol som nyligen fotosyntetiserats och fastlagts i grunda jordlager.  Forskarlaget beräknade de relativa bidragen av kol från bland annat permafrost och torvmossar till de stora sibirisk-arktiska floderna Ob, Yenisey, Lena och Kolyma genom att kombinera en databas med ”fingeravtryck” av kol-14 från olika källor med mätningar av den sammanvägda kol-14-signalen i floderna från prover tagna under tio år under alla årstider.

Studien visar att frigjort kol från permafrost och djupa torvmossar utgör 12% av allt upplöst kol i dessa floder, men mer än hälften av allt partikelbundet organiskt kol. Skillnader mellan årstiderna pekar mot att stegvis upptining ovanifrån av det så kallade aktiva lagret av permafrost är den största källan av frigjort permafrost/torvmosse-kol till det upplösta kolet i floderna, medan det kolet i partikelform istället kommer mest från landskapskollaps av, och därmed frigöring av, djupare och äldre lager som legat infruset i tusentals år.  De uppmätta skillnaderna mellan upplöst och partikulärt kol från permafrost/torvmossar i floderna stämmer överens med skillnader i typ och utbredning av permafrost i de olika flodernas dräneringsområden.

— Kol-14-signalen, speciellt i partikelbundet kol, i floderna kan vara ett känsligt och utmärkt redskap för att övervaka och observera frigörelse av gammalt kol från tinande permafrost i Arktis över kommande decennier, sammanfattar Örjan Gustafsson, professor vid Stockholm universitet och ledare av forskningslaget. 

 

Artikeln publicerades 6 maj i PNAS: https://www.pnas.org/content/early/2019/04/30/1811797116