science >> Wetenschap >  >> Natuur

Is Permafrost echt,

We zullen, Permanent? IJs wordt hier gezien onder permafrostgrond in Spitsbergen, het grootste en enige permanent bevolkte eiland van de Svalbard-archipel in Noorwegen. SeppFriedhuber/Getty Images

In 2010, een karkas van een wolharige mammoet werd ontdekt in Siberië nabij de kust van de Laptev-zee. Bijgenaamd "Yuka, " het lang uitgestorven beest stierf rond 28, 000 jaar geleden. Toch was haar lichaam verbazingwekkend goed bewaard gebleven, compleet met vlekken van rode vacht, een brein dat grotendeels intact was en kernachtige celstructuren.

Hoe heeft haar lijk het zo lang volgehouden zonder weg te rotten? Het korte antwoord is, Yuka was bevroren - maar niet in een gletsjer of ijsberg. Na de dood, Yuka werd ingekapseld in een laag van wat bekend staat als permafrost.

Wat en waar is permafrost?

Zoals we weten, water bevriest bij 32 graden Fahrenheit (0 graden Celsius). Permafrost is elk bodemmateriaal, zoals aarde, sediment en gesteente - dat gedurende ten minste twee opeenvolgende jaren op of onder het vriespunt blijft. Van ongeveer 25 procent van al het landoppervlak op het noordelijk halfrond is bekend dat het permafrost bevat.

Het was de Amerikaanse paleontoloog Siemon W. Muller die oorspronkelijk de term "permafrost, " een samentrekking van de woorden "permanent" en "frost." Ondanks die naam, permafrost duurt niet eeuwig. Dankzij klimaatverandering, het is in grote hoeveelheden aan het ontdooien. Dit heeft ernstige gevolgen voor zowel het milieu als de economie.

In het algemeen, permafrost komt meestal voor op plaatsen waar de gemiddelde luchttemperatuur elk jaar 0° Celsius (32° graden Fahrenheit) of lager is. Volgens het National Snow and Ice Data Center, het grootste deel van de permafrost van het noordelijk halfrond ligt tussen de hoge breedtegraden van 60 en 68 graden noorderbreedte. Siberië, Canada, Alaska en delen van Scandinavië zijn beladen met deze ijskoude grasmat.

Zuidelijker, permafrost is meestal te vinden in hooggelegen gebieden - zoals het Tibetaanse plateau, het Hindu-Kush-gebergte en de Zwitserse Alpen. Permafrost is niet zo wijdverbreid onder de evenaar, maar het ligt wel ten grondslag aan delen van Nieuw-Zeeland, het Andesgebergte en Antarctica.

Net zoals de locaties variëren, dat geldt ook voor de samenstelling; het is niet uniform. Sommige secties zijn ijsvrij, terwijl andere voor meer dan 30 procent uit ijs bestaan. Hetzelfde, de diepte, leeftijd en omvang van permafrost kan sterk variëren.

Vaak, permafrost zit onder een "actieve laag" grond, die seizoensgebonden ontdooit en opnieuw invriest. De permafrost zelf kan overal meten van minder dan 3,2 voet (1 meter) dik tot meer dan 4, 921 voet (1, 500 meter) dik.

En het kan fragmentarisch worden. Noord-Alaska beslaat een 'continue permafrostzone'. Dat betekent dat permafrost ten grondslag ligt aan meer dan 90 procent van het lokale terrein. Maar op lagere breedtegraden is het een ander verhaal. Vrijwel alles ten zuiden van het Brooks-gebergte bevindt zich in een 'discontinue permafrostzone'. Hier, permafrost bevindt zich onder een kleiner percentage van het landoppervlak.

De wolharige mammoet Yuka werd ontdekt in de Siberische permafrost nabij de kust van de Laptevzee 28, 000 jaar nadat ze stierf. Met dank aan Anastasia Kharlamova

Sneeuw, Bomen en water

Hoe contra-intuïtief het ook klinkt, sneeuw is echt een goede isolator. Dus als dikke dekens ervan het hele jaar blijven hangen, ze kunnen de grond te warm houden voor permafrost. Hetzelfde, op plekken waar al permafrost bestaat, isolerende lagen van oppervlaktesneeuw kunnen deze opwarmen.

Maar terwijl sneeuw een belemmering is, turf is een zegen. Wijdverbreid in en rond het zuidelijke noordpoolgebied, veen is een soort substraat dat is gemaakt van gedeeltelijk vergaan organisch materiaal (bijvoorbeeld mossen en moerasplanten). Over het algemeen, de grond eronder wordt koel gehouden, afgeschermd van zonnewarmte. Dus, turf beschermt permafrost.

Groenblijvende bossen helpen een handje, te. Met hun dik naaldachtige takken, pijnbomen beperken de hoeveelheid zonlicht en sneeuw die het grondoppervlak raakt. In het proces, de groenblijvende planten helpen voorkomen dat permafrost ontdooit. Het is dus geen wonder dat permafrost veel voorkomt onder de geclusterde dennen in hooggelegen en hooggelegen gebieden.

De regeling is wederzijds voordelig. Omdat vloeibaar water niet door harde permafrost kan sijpelen, het werkt als een afwateringsbarrière. Niet-bevroren water dat in de actieve laag wordt opgenomen, wordt daar opgesloten. Verboden om dieper de aarde in te reizen, dit water ondersteunt enkele van de planten die aan de oppervlakte leven.

Het diepe verleden en de onzekere toekomst

Soms, permafrost vormt zich samen met de grond zelf. Wanneer dit gebeurt, de temperatuur van nieuw gedeponeerde gronden, sedimenten en rotsen raken zeer snel 32 graden Fahrenheit (0 graden Celsius). Anderzijds, permafrost kan zich ook ontwikkelen wanneer een bestaand monster van niet-bevroren grond vanaf het maaiveld naar beneden wordt gekoeld.

Minimaal, de permafrost in Prudhoe Bay, Alaska wordt verondersteld 500 te zijn, 000 jaar oud. En een deel van de permafrost onder het Canadese Yukon Territory kan meer dan 700 zijn, 000 jaar oud.

Binnen de laatste, wetenschappers vonden een oud paardenbeen - compleet met DNA-monsters. Permafrost kan allerlei soorten organisch materiaal gedurende lange tijd behouden. In 2012, Russische wetenschappers hebben levende toendraplanten geregenereerd uit ijstijdvruchten die ongeveer 30 jaar in permafrost waren ingepakt, 000 jaar.

Helaas, als permafrost ontdooit, dat opgesloten organisch materiaal ontleedt, koolstof en methaan vrijkomen in de atmosfeer. Die gassen verergeren de klimaatverandering. En het slechte nieuws is, volgens een studie uit 2019 gepubliceerd in Nature Communications, verschillende permafrostafzettingen over de hele wereld zijn tussen 2007 en 2016 met ongeveer 39,7 tot 32,8 graden Fahrenheit (0,39 tot 0,1 graden Celsius) opgewarmd.

Direct, ongeveer 1,7 miljard ton (1,6 miljard ton) koolstof zit vast in permafrost. Wetenschappers weten niet hoeveel hiervan in de atmosfeer zal vrijkomen als de huidige dooitrends aanhouden - of hoe snel het zal ontsnappen. Maar sommige prognoses zijn niet bemoedigend.

Om het erger te maken, als de permafrost ontdooit, het kan het landschap destabiliseren. In de stad Norilsk, Rusland alleen, meer dan 100 woongebouwen zijn beschadigd omdat de eens zo stevige permafrost eronder zachter wordt. De opwarming van de permafrost heeft ook aardverschuivingen veroorzaakt, drooggelegde meren en verscheurde wegen.

NU DAT is geweldig

Herinner je je de wolharige mammoet Yuka die in 2010 in de Siberische permafrost werd gevonden? Ze was zo goed bewaard gebleven dat begin 2019, wetenschappers waren in staat om 88 kernachtige structuren uit haar cellen te extraheren en te proberen ze weer tot leven te brengen. Het team injecteerde de kernen in eierstokcellen van muizen, en hoewel de cellen nooit volledig zijn gedeeld, ze voltooiden het proces genaamd "spilmontage, " wat de stap is die bevestigt dat chromosomen zich hechten aan spilstructuren voordat de oudercel in twee dochtercellen breekt. Best cool spul!