De opwarming van de aarde veroorzaakt toenemende schade in de permafrostgebieden van de wereld. Zoals de nieuwe wereldwijde vergelijkende studie van het internationale permafrostnetwerk GTN-P laat zien, in alle regio's met permafrostbodems is de temperatuur van de bevroren grond op een diepte van meer dan 10 meter tussen 2007 en 2016 met gemiddeld 0,3 graden Celsius gestegen - in de Arctische en Antarctische wateren, evenals de hoge bergketens van Europa en Centraal-Azië. Het effect was het meest uitgesproken in Siberië, waar de temperatuur van de bevroren grond met bijna 1 graad Celsius steeg. De baanbrekende studie is zojuist gepubliceerd in het online tijdschrift Natuurcommunicatie .

Ongeveer een zesde van het landoppervlak op aarde bestaat uit permafrostgebieden, wat betekent dat de bodem gedurende ten minste twee opeenvolgende jaren permanent bevroren is gebleven. In de meeste van deze regio's echter, de kou drong millennia geleden de grond binnen; als resultaat, in de meest extreme gevallen, de permafrost gaat door tot een diepte van 1,6 kilometer. In het Noordpoolgebied, mensen vertrouwen op de permafrostgrond als een stabiele basis voor huizen, wegen, pijpleidingen en luchthavens. Maar in het kielzog van de opwarming van de aarde, de integriteit van deze structuren wordt steeds meer in gevaar gebracht, enorme kosten creëren. In aanvulling, permafrostbodems bevatten enorme hoeveelheden geconserveerd plantaardig en dierlijk materiaal. Als dit organische materiaal samen met de permafrost ontdooit, micro-organismen zullen het gaan afbreken - een proces dat voldoende koolstofdioxide- en methaanemissies zou kunnen produceren om de wereldgemiddelde temperatuur tegen het jaar 2100 met nog eens 0,13 tot 0,27 graden Celsius te verhogen.

Een nieuwe vergelijkende studie van het GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost) laat voor het eerst zien in hoeverre de permafrostbodems over de hele wereld al zijn opgewarmd. Voor de doeleinden van de studie, de deelnemende onderzoekers volgden en analyseerden de bodemtemperatuur in boorgaten in het noordpoolgebied, Antarctisch gebied en verschillende hoge bergketens over de hele wereld gedurende 10 jaar. De gegevens zijn verzameld op een diepte van meer dan 10 meter, om de invloed van seizoensgebonden temperatuurschommelingen uit te sluiten.

De volledige dataset omvat 154 boorgaten, 123 daarvan leveren gegevens voor een heel decennium, terwijl de rest kan worden gebruikt om berekeningen op jaarlijkse afwijking te verfijnen. De resultaten laten zien dat in de 10 jaar van 2007 tot 2016, de temperatuur van de permafrostbodem steeg op 71 van de 123 meetplaatsen; in vijf van de boorgaten, de permafrost was al aan het ontdooien. In tegenstelling tot, de bodemtemperatuur zakte bij 12 boorgaten, bijv. op afzonderlijke locaties in het oosten van Canada, zuidelijk Eurazië en op het Antarctisch Schiereiland; bij 40 boorgaten, de temperatuur bleef nagenoeg onveranderd.

De onderzoekers observeerden de meest dramatische opwarming in het noordpoolgebied:"Daar, in regio's met een permafrostgehalte van meer dan 90 procent, de bodemtemperatuur steeg in 10 jaar met gemiddeld 0,30 graden Celsius, " meldt eerste auteur Dr. Boris Biskaborn, een lid van de onderzoeksgroep Polar Terrestrial Environmental Systems bij de Potsdam-faciliteiten van het Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centrum voor Polair en Marien Onderzoek. In het noordoosten en noordwesten van Siberië, de temperatuurstijging bij sommige boorgaten was 0,90 graden Celsius of zelfs hoger. Ter vergelijking, de luchttemperatuur in de respectievelijke regio's steeg in dezelfde periode met gemiddeld 0,61 graden Celsius.

verder naar het zuiden, in Arctische gebieden met minder dan 90 procent permafrost, de bevroren grond warmde gemiddeld slechts 0,2 graden Celsius op. "In deze regio's er valt steeds meer sneeuw, die de permafrost op twee manieren isoleert, volgens het iglo-principe:in de winter, de sneeuw beschermt de bodem tegen extreme kou, wat gemiddeld een verwarmend effect geeft. In de lente, het weerkaatst het zonlicht, en voorkomt dat de bodem wordt blootgesteld aan te veel warmte, tenminste totdat de sneeuw volledig is weggesmolten, " legt Biskaborn uit.

Aanzienlijke opwarming is ook te zien in de permafrostgebieden van de hoge bergketens en op Antarctica. De temperatuur van de permanent bevroren bodems in de Alpen, in de Himalaya en in de bergketens van de Scandinavische landen steeg met gemiddeld 0,19 graden Celsius. In de ondiepe boorgaten op Antarctica, de onderzoekers maten een stijging van 0,37 graden.

"Al deze gegevens vertellen ons dat de permafrost niet alleen op lokale en regionale schaal opwarmt, maar wereldwijd, en in vrijwel hetzelfde tempo als de klimaatopwarming, die een aanzienlijke opwarming van de lucht en een grotere sneeuwdikte veroorzaakt, vooral in het noordpoolgebied. Deze twee factoren zorgen op hun beurt voor een opwarming van de eens permanent bevroren grond, " zegt prof. Guido Grosse, Hoofd van de Permafrost Research Section van het Alfred Wegener Institute in Potsdam.

Permafrost-monitoring vraagt ​​om een ​​institutioneel kader

Deze onthullende inzichten zijn de beloning voor een tien jaar durende internationale samenwerking waarbij experts uit 26 landen betrokken waren. De meeste boorgaten die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn geboord en uitgerust met meetapparatuur tijdens het Internationale Pooljaar 2007/08, en bood een eerste "momentopname" van de permafrosttemperaturen. Vanaf dat moment, meer dan 50 onderzoeksgroepen hebben regelmatig onderhoud gepleegd aan de meetstations, en registreerden hun metingen op jaarbasis. In het virtuele netwerk GTN-P, de bevindingen werden vervolgens verzameld en gestandaardiseerd, hun onderlinge vergelijkbaarheid te garanderen.

Prof. Hanne H. Christiansen, co-auteur van de studie en voorzitter van de International Permafrost Association (IPA), zegt, "Het monitoren van de wereldwijde permafrosttemperaturen en het verzamelen van de gegevens in de vrij toegankelijke GTN-P-database is enorm belangrijk - en niet alleen voor onderzoekers, opvoeders en communicatoren, maar voor verschillende andere gebruikers."

"De permafrosttemperatuur is een van de meest algemeen aanvaarde klimaatvariabelen. Het biedt direct inzicht in hoe de bevroren grond reageert op klimaatverandering, " legt de onderzoeker uit. Deze informatie is vooral essentieel in die permafrostgebieden waar de grond al warmer is geworden of begint te ontdooien, grote schade aanrichten wanneer de grond knikt, wegen en gebouwen destabiliseren. Overeenkomstig, de onderzoekers zijn van plan de boorgaten te blijven monitoren.

In tegenstelling tot weerswaarnemingen, er is nog steeds geen enkele internationale instelling die, in de voetsporen treden van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO), landsbelangen succesvol bundelt. Een dergelijke instelling zou een essentiële troef zijn voor het coördineren van deze belangrijke wetenschappelijke metingen, en om ervoor te zorgen dat de meetpunten ook in de toekomst kunnen worden gebruikt.

Daten, de permafrostboorgaten en de daarin aangebrachte temperatuursensoren zijn in het kader van diverse kleinschalige projecten door individuele onderzoeksgroepen in stand gehouden. Het Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P) biedt een webgebaseerd gegevensbeheersysteem (gtnpdatabase.org), die gezamenlijk is ontwikkeld door het Alfred Wegener Institute en het in IJsland gevestigde Arctic Portal, en werd mogelijk gemaakt door de financiële steun van de Europese Unie.