Als mensen aan het noordpoolgebied denken, sneeuw, ijs en ijsberen komen voor de geest. bomen? Niet zo veel. Tenminste nog niet.

Een nieuwe door NASA geleide studie met behulp van gegevens van het Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) toont aan dat koolstof in de toendra-ecosystemen van de North Slope in Alaska ongeveer 13 procent minder tijd doorbrengt in bevroren grond dan 40 jaar geleden. Met andere woorden, de koolstofcyclus daar versnelt - en is nu in een tempo dat meer kenmerkend is voor een Noord-Amerikaans boreaal bos dan voor het ijzige Noordpoolgebied.

"Opwarmende temperaturen betekenen dat we in wezen één ecosysteem hebben - de toendra - dat enkele kenmerken van een ander ecosysteem ontwikkelt - een boreaal bos, " zei co-auteur Anthony Bloom van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "Hoewel verschillende factoren bepalen hoe snel deze transformatie zal blijven plaatsvinden, studies met behulp van Landsat- en MODIS-satellietbeelden met veldmetingen in de afgelopen decennia hebben een noordwaartse migratie van struiken en bomen waargenomen."

En het gaat niet alleen om de bomen. De Arctische koolstofcyclus is een delicate balans tussen koolstof die vrijkomt in de atmosfeer en koolstof die uit de atmosfeer wordt verwijderd. Verstoringen van dit evenwicht hebben gevolgen tot ver buiten het noordpoolgebied.

Tijdens de Arctische zomer, warmere temperaturen ontdooien de bovenste lagen permafrost, waardoor microben eerder bevroren organisch materiaal kunnen afbreken. Bij dit proces komt koolstofdioxide vrij in de atmosfeer. De plantengroei neemt in deze periode ook toe - en planten verwijderen koolstofdioxide uit de atmosfeer door middel van fotosynthese. Maar naarmate de temperatuur stijgt, de hoeveelheid tijd dat koolstof wordt opgeslagen in de Arctische bodem neemt af.

"De balans tussen deze twee dynamieken zal bepalen of Arctische ecosystemen uiteindelijk atmosferische koolstofdioxide in het toekomstige klimaat zullen verwijderen of toevoegen. Uit ons onderzoek blijkt dat dit laatste waarschijnlijker is, "Zei hoofdauteur en voormalig JPL-postdoctoraal onderzoeker Sujong Jeong van Seoul National University. "We verwachten dat de verblijftijd van Arctische koolstof zal leiden tot snellere en meer uitgesproken seizoens- en langetermijnveranderingen in de wereldwijde atmosferische koolstofdioxide."

Het team combineerde gegevens van meer dan 40 jaar koolstofdioxide-oppervlaktemetingen van NOAA's Barrow, Alaska Observatory met een standaard koolstofbalansmodel voor ecosystemen om de snelheid te bepalen waarmee koolstof zich in en uit Alaska's North Slope beweegt. Modellen alleen gaven eerder een toename van de snelheid van de koolstofcyclus aan, maar de toevoeging van een langetermijnsatelliet, lucht- en oppervlaktegegevens voor de vergelijking laten zien dat die modellen onderschatten hoe significant de toename was.

De studie, getiteld "Accelerating Rates of Arctic Carbon Cycling Revealed by Long-Term Atmospheric CO2 Measurements" werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .