Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Landskapsmønster gir bilde av karbonutslepp

Dagens klimamodellar seier lite om permafrosten sitt bidrag til drivhusgassar. NCAR-forskar Hanna Lee er på sporet av ei løysing, der tinande permafrost dannar landskapsmønster som igjen gir informasjon om mengda karbonutslepp.

 

 

 

Hanna Lee har bakgrunn i økologi. Med bakgrunn i observasjonar av smeltande permafrost i Alaska begynte ho å jobbe med utvikling av klimamodellar i NCAR i USA, som er eit av verdas leiande forskningsmiljø for klimamodellutvikling.

 

– Smeltande permafrost er eit komplekst element i karbonsyklusen. På den eine sida vil permafrosten vere ei kjelde til drivhusgassar,  men samstundes vil endringa i økosystemet bidra til at plantene veks meir og dermed binder meir karbon, seier Hanna Lee , forskar ved NCAR, USA, som nyleg besøkte Bjerknessenteret.
 

Store mengder karbon er lagra i permafrost i det arktiske landskapet. Når den globale temperaturen no aukar, vil permafrosten tine. Dermed har ein ei ny utsleppskjelde av karbon i form av karbondioksid (CO2) og metan (CH4). Men korleis dette vil arte seg, veit ein framleis ikkje så mykje om.

– Den siste hovudrapporten frå FNs klimapanel omtalar problemet fleire stader, men ingen av klimamodellane i rapporten tar hensyn til utslepp frå permafrost, seier Christoph Heinze, professor i biogeokjemi ved UiB og Bjerknessenteret. Heinze var vert for Lee sitt besøk i Bergen.

Han omtalar forskninga til Hanna Lee som banebrytande, nettopp fordi det er få prosessstudiar gjort kring tinande permafrost og fordi Lee kombinerer bakgrunnen som økolog med klimamodellutvikling.


Frå karbonopptak til karbonutslepp
I Alaska undersøkte Lee permafrost og økosystemet i tre nærliggande område: Eitt der permafrosten hadde tina i femti år, eitt der smelting hadde pågått i tjue år, og eitt der permafrosten er intakt.  

På kvart område målte ho respirasjonen i økosystemet. Det ho fann, var at der permafrosten hadde tina i tjue år, tok økosystemet opp karbon. Men der smeltinga hadde pågått i femti år, var karbonutsleppa langt større enn opptaket. Der permafrosten ikkje var smelta, var karbonbudsjettet nøytralt.

I hennar undersøking responderer altså økosystemet ved først å ta opp meir karbon, ved at plantene veks, deretter avgir området meir karbon enn det tar opp. 


Smelting omformar landskapet
I takt med at permafrosten tinar, endrar også landskapet seg. Landskapet vert vått og overflata gir etter, nye vassvegar og innsjøar kan oppstå. Der ein har særleg isrik permafrost, kan grunnen kollapse. Dette er kalla thermokarst.
 

Våtlandsområder i Arktis var hovedårsaka til ein stor auke av metan i atmosfæren for 40.000 år sidan. Her frå permafrost i Sibir. Foto: Konstanze Piel, Alfred Wegener Institute

 

Dess lengre smeltinga har pågått, dess sterkare vert det nye landskapsmønsteret. På denne måten kunne Lee og modellutviklarane bruke landskapet som eit enkelt parameter på karbonbalansen.

– Me fann at smeltande permafrost i eit tidleg stadie gir karbonopptak, medan eit seinare smeltestadie har eit økosystem med karbonutslepp. Slik kan ein bruke landskapsform som input i klimamodellen, seier Lee.

Ulempene med metoden er likevel der. Thermokarst og landskapsformer er svært lokale forhold, og det er problematisk å simulere svært lokale forhold i ein meir overordna klimamodell.

– Me argumenterer med at klimamodellen er meir realistisk når ein inkluderer dette, enn om ein ikkje har det med. Det er eit steg vidare i å få klimamodellane til å representere faktiske prosessar på jorda, seier Hanna Lee.

Metan versus karbondioksid
Ei anna side ved tinande permafrost er utslepp av metan. Metan er rekna for å vere ein tjue gongar meir effektiv drivhusgass enn CO2. Til gjengjeld forblir ikkje metan like lenge i atmosfæren som CO2.

Då Hanna Lee undersøkte den smeltande permafrosten i Alaska, fann ho også at jordsmonnet ikkje alltid ga frå seg metan. I områder der jordsmonnet forråtna utan ståande vatn, vart karbonet kun redusert til karbondioksid. Her har ein aerobe forhold.

Men område der vatnet ikkje rann vekk, vart det tinte jordsmonnet utsatt for ein anaerob forråtnelsesprosess. Her slepper karbon ut både i form av metan og karbondioksid.

Medan permafrosten no er i ferd med å tine, har det også danna seg nye arktiske innsjøar. Her vert slepper metan ut, og om vinteren kan ein sjå metan fanga i bobler i isen.

 

Følg denne lenka for meir om metanbobler, der forskar Katey Walter Anthony ved Universitetet i Fairbanks, Alaska viser spektakulære bilder av metanbobler.