Ontdooiende ijsbedekking en gemakkelijk erodeerbare permafrost kunnen Arctische rivierdelta's destabiliseren, volgens nieuw onderzoek.

Een nieuwe studie in het AGU-tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven vindt dat zee-ijs en permafrost beide werken om kanalen op Arctische rivierdelta's te stabiliseren.

"Je kanalen blijven meestal op één plek als je heel dik ijs hebt of als je permafrost hebt dat heel moeilijk te eroderen is, " zei Rebecca Lauzon, milieu-educator in het Cumming Nature Center van het Rochester Museum en Science Center in New York en de hoofdauteur van de nieuwe studie.

De ijsbedekking op Arctische delta's zal naar verwachting dunner worden, terwijl permafrost naar verwachting langs de oevers van Arctische rivieren zal ontdooien als gevolg van klimaatverandering.

De nieuwe studie vindt dat deze veranderingen delta's in het uiterste noorden van de wereld kunnen destabiliseren, waardoor ze minder bestand zijn tegen de stijgende zeespiegel. Minder stabiele delta's kunnen ook gevolgen hebben voor arctische ecosystemen, winnaars en verliezers creëren onder deltasoorten en zelfs de wereldwijde koolstofcyclus beïnvloeden.

Delta's wijzigen

De nieuwe studie onderzocht hoe ijsbedekking en permafrost het sedimenttransport in Arctische delta's beïnvloeden en geeft inzicht in hoe kustdynamiek kan veranderen in een opwarmend Noordpoolgebied. Sedimentbeweging is belangrijk omdat het de vorm bepaalt die rivierdelta's aannemen. Het biedt ook voedsel en leefgebied voor deltasoorten en oceanische wezens die zich voeden met de organische stof die de zee bereikt.

Uit eerder onderzoek naar Arctische rivierdelta's bleek dat permafrost langs de oevers van rivieren de erosiesnelheid van rivieroevers beïnvloedde, en dikke ijslagen resulteerden in een vernauwde en snellere rivierstroom.

Lauzon, die tijdens het onderzoek stage liep bij Los Alamos National Laboratory, en haar co-auteurs, creëerde twee versies van een model:een om de effecten te voorspellen die ijsdikte zou kunnen hebben op Arctische rivierdelta's en een andere om de effecten van de sterkte van de permafrost te voorspellen.

De auteurs van het onderzoek ontdekten dat wanneer de ijsbedekking dikker is op rivieren, of met stabielere permafrost langs de oevers, rivierdelta's werden doorgaans gekenmerkt door diepere, stabielere kanalen die als trechters fungeerden, sediment naar de oceaan voeren.

Maar dunner ijs of gemakkelijker erodeerbare permafrost langs de oevers zorgde ervoor dat de delta's destabiliseerden, met ondieper watergeulen die door verschuivende sedimentbanken snijden.

Een deel van de reden waarom deze kanalen minder stabiel worden, is te wijten aan een verlies van overoevers, die afneemt met dunner ijs en meer erodeerbare permafrost. Overoever overstromingen, wat gebeurt met een dikke ijslaag en meer resistente permafrost, zorgt ervoor dat sediment langs de toppen van kanaalbanken wordt afgezet. Dit resulteert in de loop van de tijd in hogere rivieroevers, wat de stabiliteit van delta's vergroot.

Maar met minder overstromingen over de oevers, delta's kunnen kwetsbaarder worden voor de effecten van klimaatverandering, volgens Anastasia Piliouras, een aardwetenschapper in Los Alamos en een co-auteur van de nieuwe studie.

"Ze zijn dan misschien minder veerkrachtig tegen zeespiegelstijging, " ze zei.

ecologisch, effecten van de koolstofcyclus

Piliouras zei dat veranderingen in de geografie van rivierdelta's ecologische gevolgen kunnen hebben en winnaars en verliezers kunnen creëren tussen soorten die in de delta leven. de voorkeur geven aan degenen die de voorkeur geven aan frequentere overstromingen, terwijl ze een negatieve invloed hebben op soorten die de voorkeur geven aan droog land.

Lauzon zei dat er ook gevolgen kunnen zijn voor de koolstofcyclus, omdat er meer organisch materiaal uit de deltagebieden kan vrijkomen, hoewel er meer onderzoek nodig is om de algemene effecten te bepalen die dunner ijs en onstabiele permafrost zouden hebben op het vrijkomen van koolstof.

De auteurs van het onderzoek hopen hun model te gebruiken om te helpen begrijpen wat er kan gebeuren met echte delta's zoals die van de rivieren Yukon of Mackenzie in Canada of de rivier de Lena in Rusland. Piliouras zei dat ze wat vervolgonderzoek hebben gedaan om te controleren of echte rivierdelta's de kenmerken vertonen die ze op basis van hun modellen hadden voorspeld, en dat toekomstig onderzoek nu moet kijken naar hoe minder stabiele permafrost en dunner ijs rivierdelta's beïnvloeden.

Verder, ze werken ook aan onderzoek dat laat zien hoe beide factoren samen de stabiliteit van de rivierdelta kunnen beïnvloeden, in plaats van alleen naar permafrost of ijsdikte afzonderlijk te kijken, zoals in dit onderzoek.