Het noordpoolgebied warmt twee keer zo snel op als de rest van de planeet. Een gevolg van die trend is het ontdooien van permafrost, een laag aarde die in sommige gebieden duizenden jaren bevroren is gebleven. Deze bevroren bodem en vegetatie bevatten momenteel meer dan twee keer zoveel koolstof als in de atmosfeer.

Als permafrost in het noorden van Alaska, Canada, Siberië en andere hooggelegen gebieden ontdooien, microben in de bodem verbruiken organische materialen, vrijkomen van kooldioxide of methaan, een nog krachtiger broeikasgas, in meren en de atmosfeer.

Maar een warmere een natter klimaat kan er ook voor zorgen dat meer koolstof van planten op het land in meren terechtkomt. Een grotere stroom koolstof van planten en bodems naar Arctische meren stimuleert een grotere uitstoot van broeikasgassen door waterlichamen. En in een grotendeels onbestudeerde regio met miljoenen meren, het is nog steeds een mysterie hoeveel koolstof van het land naar de meren gaat, en uiteindelijk in de atmosfeer.

Nieuw onderzoek door de University of Washington en U.S. Geological Survey suggereert dat veel meren weinig bedreiging vormen voor de wereldwijde koolstofniveaus, tenminste voor nu. In de Arctische flat, droge gebieden bezaaid met duizenden meren - een landschap dat ongeveer een kwart van het hele Arctische gebied uitmaakt - veel meren functioneren als op zichzelf staande eenheden, er komt niet veel kooldioxide vrij.

"We ontdekten dat niet alle meren op hoge breedte grote schoorstenen zijn van koolstof naar de atmosfeer, en dat meren in de regio niet actief veel permafrost of plantaardige koolstof van het land verwerken, " zei hoofdauteur Matthew Bogard, een postdoctoraal onderzoeker aan de UW School of Environmental and Forest Sciences. "Het documenteren van de heterogene aard van noordelijke meren, zoals we hier hebben gedaan, zal de rol van Arctische meren in de wereldwijde koolstofcyclus beter definiëren."

Het onderzoek wordt op 11 februari online gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen .

De onderzoekers bezochten in de loop van een jaar verschillende keren 20 meren in de Yukon Flats-regio in het noordoosten van Alaska:een uitgestrekt, droog landschap bezaaid met duizenden meren en de thuisbasis van de Yukon-rivier, De laatste grootste niet-afgedamde rivier van Noord-Amerika. Hun doel was om de koolstofstroom door het voedselweb te volgen en de waterchemie in elk meer te testen op tekenen van koolstof van permafrost in een regio die nog niet eerder op deze manier is bestudeerd. Bijna al het gerelateerde onderzoek heeft plaatsgevonden in een handvol geïsoleerde gebieden in het noordpoolgebied die niet noodzakelijk de kenmerken van meren in de regio vertegenwoordigen, aldus de onderzoekers.

"Het probleem dat we in deze studie hebben overwonnen, is om op een aantal logistiek zeer moeilijke plaatsen te komen om een ​​beter beeld te krijgen van wat er in het noordpoolgebied gebeurt, die letterlijk miljoenen meren heeft, " zei senior auteur David Butman, universitair docent aan de UW School of Environmental and Forest Sciences. "Deze bevindingen tonen de noodzaak aan om de diversiteit van de ecosystemen in deze regio beter te begrijpen."

Tijdens elk van de veldwerkreizen het onderzoeksteam vloog per watervliegtuig vanuit Fairbanks, Alaska, naar een afgelegen locatie in het Yukon Flats National Wildlife Refuge, een gebied dat elke zomer wemelt van trekkende eenden en andere watervogels. Hun onderkomen was bescheiden:een oude jachthut die nu door de Amerikaanse Fish and Wildlife Service wordt onderhouden voor veldonderzoek, bood een veilige slaapplaats, koken, laad apparatuur op en filter water na lange dagen in het veld. Zwarte beren en elanden komen veel voor in dit gebied, bewezen door grote spikes op de deuren en ramen van de cabine om dieren buiten te houden.

Elke dag vlogen de onderzoekers van meer naar meer, het verzamelen van watermonsters terwijl je knielt op de pontons van het vliegtuig en sondes in het water laat vallen om de temperatuur te meten, opgeloste zuurstof en andere kenmerken van het meer. Op een goede dag, twee onderzoekers en een piloot zouden acht verschillende meren kunnen raken, soms een deel van de dag één persoon achter moeten laten als de meren te ondiep waren om met een volledig gewogen vliegtuig op te stijgen.

In their analyses, the researchers found that nearly every lake they tested showed no sign of ancient carbon from permafrost, and much less production of carbon dioxide than expected.

Lakes emit carbon dioxide when it enters from outside sources in the landscape, such as rivers and groundwater. Ook, bacteria and animals produce it while digesting their food, and carbon dioxide can build up if they generate it faster than plants and algae can suck it up during photosynthesis.

But here, the research team saw evidence that many of the lakes were more balanced in production and uptake of carbon dioxide than lakes in other regions. Bijgevolg, the lakes were a smaller source of carbon dioxide to the atmosphere than is observed in other parts of the world.

"The implications are that not all lakes are hot spots for releasing carbon from land, " Butman said. "But we don't yet know how these particular landscapes will change in a warmer climate, since this is the first time they've been studied."

Naarmate het klimaat warmer wordt, large wildfires are expected to sweep across the Yukon Flats, potentially delivering an enormous load of land carbon to the lakes in this landscape that could stimulate more carbon dioxide emissions. The research team's current and future work will help benchmark what's happening now to better understand future changes.