Het beheersen van de uitstoot van broeikasgassen in de komende decennia zou de gevolgen van koolstofemissies door ontdooiende permafrost in de komende 300 jaar aanzienlijk kunnen verminderen, volgens een nieuw artikel dat deze week in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Omgekeerd, klimaatbeleid dat resulteert in weinig of geen inspanningen om broeikasgassen zoals koolstofdioxide te beheersen, zou waarschijnlijk resulteren in een aanzienlijke uitstoot van koolstof uit de permafrostregio tegen 2300, de studie gevonden.

A.David McGuire, U.S. Geological Survey senior wetenschapper en expert op het gebied van klimaatsysteemmodellering bij het Fairbanks Institute of Arctic Biology van de University of Alaska, is hoofdauteur van het artikel. Enkele andere UAF-onderzoekers, samen met wetenschappers van ongeveer twee dozijn andere onderzoeksinstellingen wereldwijd, bijgedragen aan de studie.

Wetenschappers schatten dat de bodems van het circumpolaire noorden van de aarde ongeveer twee keer zoveel koolstof bevatten als in de atmosfeer. Veel van die koolstof is bevroren organisch materiaal opgesloten in permafrost. Naarmate de temperatuur op aarde stijgt en de permafrost ontdooit, het eerder bevroren organische materiaal begint te rotten en geeft broeikasgassen zoals methaan en koolstofdioxide vrij. Het vrijkomen van die koolstof kan, beurtelings, extra opwarming en het vrijkomen van meer koolstof veroorzaken, iets wat wetenschappers een positieve feedbackloop noemen.

Zelfs zonder onmiddellijke controle op broeikasgassen, het grootste deel van de permafrost-koolstofafgifte zou pas na het jaar 2100 plaatsvinden. De auteurs van het onderzoek merken op dat dit ertoe kan leiden dat de samenleving zelfgenoegzaam wordt en minder agressieve inspanningen accepteert om broeikasgassen te beheersen. Te lang wachten met het instellen van controles kan betekenen dat de controles te laat komen om substantieel verlies van koolstof door permafrostbodems te voorkomen.

“De samenleving kan hier iets aan doen, tenminste dat is wat de state-of-the-art modellen zeggen, ' zei McGuire.

De mate waarin klimaatverandering de koolstofdynamiek in de noordelijke permafrostregio kan beïnvloeden, heeft belangrijke implicaties voor beleidsbeslissingen. Echter, de meeste klimaatsysteemmodellen hebben de relatie tussen permafrost en koolstofdynamiek in de bodem niet goed aangetoond. Daarom, ze hebben geen nauwkeurige beoordeling mogelijk gemaakt van de effecten van klimaatverandering op koolstof in de regio.

In de nieuwe studie McGuire en zijn collega's gebruikten simulaties om veranderingen in permafrost en koolstofopslag in de noordelijke permafrostregio van 2010 tot 2299 te bestuderen met behulp van twee scenario's voor klimaatverandering:een met een lage uitstoot van kooldioxide en een met een hoge uitstoot van kooldioxide. Permafrost-expert Dmitry Nicolsky van het UAF Geophysical Institute leverde simulatiegegevens over veranderingen in de mate van permafrost op het noordelijk halfrond en de voorspelde dooidiepte onder de twee scenario's.

Het scenario met lage uitstoot zou vereisen dat de koolstofemissies van de mondiale menselijke samenleving in deze eeuw met 75 procent afnemen. In dat scenario, de studie toonde het verlies aan van 3 miljoen tot 5 miljoen vierkante kilometer permafrost en veranderingen in de koolstof in de bodem, variërend van een verlies van 66 petagram tot een winst van 70 petagram. Eén petagram is gelijk aan één biljoen kilogram of 2,2 biljoen pond.

In het hoge-emissiescenario of in wezen geen verandering in de huidige trends van het gebruik van fossiele brandstoffen, permafrostverliezen waren tussen de 6 miljoen en 16 miljoen vierkante kilometer, terwijl het koolstofverlies in de bodem varieerde van 74 tot 652 petagrammen en meestal na 2100 optreedt. Dit vertegenwoordigt een verlies van 20 tot 63 procent van de koolstof die nu is opgeslagen in de noordelijke permafrost.

De bevindingen suggereren dat effectieve nieuwe beheersing van broeikasgassen kan helpen de effecten van klimaatverandering op het vrijkomen van koolstof uit de bodem van de noordelijke permafrostregio te verminderen en daardoor het potentieel voor een positieve feedback van permafrost-koolstofafgifte op klimaatopwarming te verminderen.

"Als dergelijke controles niet worden aangenomen, het zal leiden tot grote veranderingen voor ecosystemen en infrastructuur, ' zei Nicolsky.