Tijdens de Koude Oorlog, de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie bespioneerden elkaar routinematig met behulp van verkenningsvliegtuigen op grote hoogte en ruimtesatellieten.

Na het uiteenvallen van de Sovjet-Unie, de VS hebben tienduizenden beelden vrijgegeven die zijn verkregen van zijn twee belangrijkste spionagesatellietprogramma's, Corona en Gambit. Veel van deze zeer gedetailleerde foto's, genomen van 1960 tot 1984, behoren tot de enorme en relatief weinig bestudeerde West-Siberische toendra. De regering was op zoek naar militaire installaties en nucleaire arsenalen, maar het vond meestal onontwikkeld, wild terrein.

Het kwam bij milieuwetenschappers van de Universiteit van Virginia op dat de beelden een opslagplaats van informatie zijn om beter te begrijpen hoe vegetatie in toendragebieden kan veranderen als gevolg van klimaatverandering en andere factoren.

"Deze spionagebeelden zijn een goudmijn als referentiepunt, " zei professor milieuwetenschappen Howie Epstein.

Hij hield toezicht op een onderzoek waarin oude spionagefoto's van 1960 tot de jaren tachtig werden vergeleken met omgevingsbeelden van hetzelfde terrein die in recentere jaren zijn gemaakt met commerciële satellietsensoren. "We kunnen naar exact dezelfde locaties kijken, tot in de details, over meerdere decennia, " hij zei.

Epstein en zijn afgestudeerde student, Gerard Vorst, die de studie uitvoerde als onderdeel van zijn Ph.D. proefschrift, volgde 11 locaties in Siberië door een halve eeuw beeldmateriaal, en waren in staat om de groei van hoge struiken zoals elzen, wilg, berken en dwergden. Ze ontdekten dat hoge struiken en bomen hun bereik in sommige gebieden sinds de jaren zestig met wel 26 procent hadden vergroot. hoewel de algehele uitbreiding minder dramatisch was.

"We weten uit aardobservatie-satellietgegevens dat het noordpoolgebied over het algemeen al 35 jaar groener wordt, "Zei Epstein. "Maar de Siberische toendra was tot relatief recent niet zo nauwkeurig geobserveerd. Inmiddels weten we dat daar veel vergroening plaatsvindt, te, met hoge struiken en houtachtige vegetatie. De vegetatie is zowel groter geworden als groter geworden in ruimte en bereik."

Dit is mogelijk en waarschijnlijk toe te schrijven aan klimaatverandering, hij zei - specifiek, een algemene opwarming van het toendraklimaat – maar het is ook complexer dan dat.

Naarmate het struikgewas zijn verspreiding vergroot, het creëert zijn eigen verwarmende effect door warmte te absorberen, in plaats van warmte te weerkaatsen zoals sneeuw doet, wat leidt tot extra opwarming en bestendiging van het effect. Dit verandert ook de verdeling van landschapssneeuw, het evenwicht van plant- en diersoorten in de verwarmde gebieden, en de normale verhoudingen van planten tot herbivoren. Naarmate de verspreiding van soorten verandert, het verandert ook de hoeveelheid koolstof die door de lucht wordt gecirculeerd, vegetatie en bodem, wat op zijn beurt weer invloed heeft op het klimaat.

Epstein en Frost – nu een wetenschapper bij ABR Inc., een milieuonderzoeks- en dienstenbedrijf in Fairbanks, Alaska - hebben ook grondstudies uitgevoerd in enkele van dezelfde gebieden die ze via satellietbeelden hebben waargenomen. Een deel van hun veldwerk vindt plaats in een afgelegen gebied bij Kharp in het noordwestelijke centrale deel van Rusland. Gedurende een aantal zomers, ze waren in staat om ritten op een oud gepantserd voertuig over de toendra te verzekeren naar exacte locaties die ze op foto's hadden onderzocht, waardoor ze "de waarheid kunnen aarden, " in werkelijkheid, wat ze op de satellietbeelden hadden gezien.

"We ontdekten dat struiken ronde kale plekken op de grond gebruikten, natuurlijk veroorzaakt door bevriezen en ontdooien, uitbreiden over het landschap, "Zei Epstein. "Door die kale plekken te gebruiken voor expansie, de struiken profiteerden van het gebrek aan concurrentie van andere soorten. De struiken groeien snel en hebben taaie wortels."

Maar hoewel de vegetatie in de toendra de afgelopen decennia duidelijk is uitgebreid, zoals gedocumenteerd door de oude spionagebeelden en de nieuwe commerciële gegevens, Epstein zei dat de "vergroening" op sommige plaatsen nu zou kunnen omkeren.

"We beginnen de afgelopen jaren een bruinverkleuring van de toendra te vinden, " zei hij. "De voortgang van de groei kan omkeren. We weten nog niet zeker waarom, maar het is duidelijk dat de vegetatiedynamiek in de toendra complexer is dan eerder werd gedacht. We hebben nog veel werk te doen om inzicht te krijgen in de veranderingen in het Noordpoolgebied en hoe deze veranderingen in het mondiale klimaat beïnvloeden en erdoor worden beïnvloed."