In de afgelopen jaren hebben Arctische wetenschappers een verrassende bevinding gemeld:grote delen van het noordpoolgebied worden bruin. Dit is deels te wijten aan extreme gebeurtenissen in verband met winterweer, zoals plotseling, kortstondige perioden van extreme warmte. Deze gebeurtenissen vinden plaats als het klimaat opwarmt, wat in het noordpoolgebied twee keer zo snel gaat als op de rest van de planeet. Extreme gebeurtenissen komen dan ook steeds vaker voor, met steeds ernstigere gevolgen – waaronder wijdverbreide schade en sterfte in Arctische planten.

Deze "bruining" van plantengemeenschappen heeft plaatsgevonden over duizenden vierkante kilometers of meer. Echter, tot voor kort wisten we heel weinig over wat dit zou kunnen betekenen voor de balans tussen koolstofopname en -afgifte in Arctische ecosystemen. Aangezien het noordpoolgebied twee keer zoveel koolstof opslaat als de atmosfeer, dit is een dringende zorg.

Nutsvoorzieningen, onze studie heeft aangetoond dat extreme klimatologische gebeurtenissen het vermogen van Arctische ecosystemen om koolstof op te nemen aanzienlijk kunnen verminderen - met implicaties voor de vraag of het Noordpoolgebied zal helpen de klimaatverandering te bestrijden, of versnellen.

De koolstofkosten van extreem weer

Om te begrijpen hoe extreme gebeurtenissen de Arctische heidegebieden beïnvloeden, reisden we naar de Lofoten-eilanden in het noorden van Noorwegen, waar de kust, subarctische plantengemeenschappen fungeren als een klokkentoren voor toekomstige klimaatverandering in het hoge noorden door eerst de effecten van opwarming in de regio te laten zien.

Hier vonden we de effecten van twee extreme winterweergebeurtenissen. Eerst, "vorstdroogte" had uitgebreide plantensterfte veroorzaakt. Vorstdroogte treedt op wanneer de isolerende laag sneeuw die planten gewoonlijk beschermt tegen de strenge Arctische winter, wordt gesmolten, typisch door ongewoon hoge wintertemperaturen. Als planten aan kou worden blootgesteld, winderige omstandigheden lang genoeg, ze verliezen voortdurend water en zijn niet in staat om het uit de bevroren grond te vervangen. Eventueel, ze bezwijken voor droogte.

De tweede gebeurtenis was "extreme winteropwarming" - een plotselinge uitbarsting van hoge temperaturen in de winter die de sneeuw doet smelten en groenblijvende planten ertoe aanzet zich voor te bereiden op de lente door hun koudetolerantie af te werpen. Als de warme periode voorbij is, de terugkeer van koude temperaturen doodt meestal de plant. In dit geval, echter, we hebben iets onverwachts gevonden. Heideplanten hadden deze extreme winteropwarming overleefd, maar vertoonden tekenen van ernstige stress, zichtbaar als een diepe, aanhoudende donkerrode kleur in scheuten en bladeren.

We hebben gemeten hoeveel koolstofdioxide werd opgenomen en afgegeven door de planten in drie vegetatietypen:beschadigde heide (waar de dominante groenblijvende soort was gedood door vorstdroogte), gestresste heide, en gezond, groene heide die aan de gevolgen van beide extreme gebeurtenissen was ontsnapt. Dit is gedaan in drie meetperiodes over het groeiseizoen.

We ontdekten dat deze extreme winterse omstandigheden de hoeveelheid koolstof die werd geabsorbeerd in heide-ecosystemen met tot wel 50% verminderden gedurende het hele groeiseizoen. Dit is een enorme vermindering van het vermogen van een wijdverbreid Arctisch ecosysteem om koolstof uit de atmosfeer te verwijderen.

Verrassend genoeg, dit was zowel het geval in beschadigde heide, waar een groot deel van de vegetatie was gedood, en in gestreste heide. Hoewel de processen die deze verandering aanstuurden verschillend waren in elk type heide, dit toont duidelijk aan dat we rekening moeten houden met de rol van plantstress bij het beperken van de opname van koolstof door planten om de gevolgen van extreme klimatologische gebeurtenissen volledig te kunnen begrijpen.

Het grote bruine noorden

Wat betekent dit voor het noordpoolgebied? We weten nu dat extreme klimatologische gebeurtenissen het vermogen van Arctische ecosystemen om koolstof op te nemen en klimaatverandering tegen te gaan aanzienlijk kunnen verminderen.

Dit is vooral zorgwekkend omdat de effecten van bruin worden in schril contrast staan ​​met die van een beter begrepen reactie van Arctische ecosystemen op klimaatverandering:"Arctische vergroening", of de neiging van planten om groter en productiever te worden naarmate de Arctische zomers warmer worden.

Veel klimaatmodellen gaan momenteel uit van willekeurige niveaus van vergroening in het noordpoolgebied, en daarom dat Arctische ecosystemen in de toekomst meer koolstof zullen opnemen, wat de klimaatverandering zal vertragen. De omvang van de bruining die we de afgelopen jaren hebben gezien in combinatie met de negatieve effecten op de koolstofopname die hier worden gerapporteerd, suggereert dat de realiteit misschien complexer is, ons begrip van de rol van het noordpoolgebied in het klimaat op aarde in twijfel trekt.

Wat betekent dit voor ons? De impact van extreme weersomstandigheden in het noordpoolgebied heeft wereldwijde gevolgen. Het is duidelijk dat onze huidige inspanningen om de klimaatverandering aan te pakken gevaarlijk ontoereikend zijn, maar ambitieuze actie zou de opwarming van het noordpoolgebied naar verwachting met maar liefst 7°C kunnen verminderen. Dit is van cruciaal belang voor het minimaliseren van de gevolgen van klimaatverandering, zowel in arctische ecosystemen als wereldwijd.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.