Smelten van ijs in permafrostgrond leidt tot veranderingsprocessen in het landschap:thermokarst. Hierdoor kan de permafrost sneller ontdooien.

Een deel van de koudste permafrost op aarde is mogelijk kwetsbaarder voor ontdooien dan eerder werd gedacht. In het PERMANOR-project onder leiding van de Universiteit van Oslo in Noorwegen, een internationaal onderzoeksteam heeft zogenaamde thermokarstprocessen onderzocht die het ontdooien van permafrost aanzienlijk kunnen versnellen. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Versterkt de opwarming

De luchttemperatuur stijgt op hoge breedtegraden en in hooggebergtegebieden die worden gedomineerd door permafrost in de grond. Als deze permafrost ontdooit, grote hoeveelheden broeikasgassen kunnen vrijkomen in de atmosfeer, die de opwarming van de aarde mogelijk kunnen versterken.

Een ander gevolg is dat ijslagen in de grond beginnen te smelten, zodat de grond zakt en depressies met vijvers en meren ontstaan. Deze landschapsverandering, die bekend staat als "thermokarst", kan het ontdooien van de permafrost opnieuw versnellen in een positieve feedback op de opwarming van de aarde.

Verandert het landschap

Het onderzoeksteam uit Duitsland en Noorwegen heeft computermodellen ontwikkeld om te onderzoeken hoe thermokarstprocessen de toekomst van permafrost in Noordoost-Siberië beïnvloeden. Tegenwoordig wordt deze regio gedomineerd door zeer koude en zogenaamd stabiele permafrost.

Tot dusver, thermokarstprocessen zijn niet opgenomen in modellen die de permafrost-evolutie in een opwarmend klimaat simuleren. "We ontdekten dat bij het opnemen van thermokarstprocessen in onze simulaties, zelfs koude permafrost in Noord-Siberië zou aan het einde van deze eeuw kunnen ontdooien, hoewel de grond momenteel nog steeds temperaturen van min tien graden heeft", zegt hoofdauteur Jan Nitzbon van het Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research in Duitsland.

Onder wetenschappers, de algemene veronderstelling is dat thermokarstprocessen plaatselijk leiden tot snellere ontdooiing van permafrost.

"Echter, met ons model, we hebben ook overwogen om processen te stabiliseren die het ontdooien kunnen vertragen. We waren verbaasd dat bij een gematigd opwarmingsscenario, thermokarstprocessen kunnen zelfs het ontdooien van permafrost beperken", zegt hij tegen Titan.uio.no.

Bij een sterker opwarmingsscenario, echter, zelfversterkende processen domineerden, die deze landschappen drastisch zouden veranderen als gevolg van de versnelde dooi van de permafrost.

Geldt ook voor permafrost in Noord-Noorwegen

Sebastiaan Westermann, Universitair hoofddocent van de Universiteit van Oslo, die het PERMANOR-project heeft geleid, voegt toe:

"Thermokarst treft niet alleen permafrostgebieden in Siberië, we zien dezelfde processen in Noorwegen, vooral in veengebieden in Finnmark. Binnen slechts enkele jaren, in onze studiegebieden hebben zich nieuwe vijvers gevormd, het verminderen van het permafrostgebied. In Noorwegen, de permafrost is nu al dicht bij het vriespunt, en we observeren veel van de landschapsveranderingen die zich in de toekomst in Siberië kunnen voordoen."

Verbetert het wereldwijde klimaatmodel

De onderzoekers zijn nu begonnen met het implementeren van de nieuwe simulatietools in Earth System Models, zoals het Noorse klimaatmodel NoRESM. Hiermee, het zal mogelijk zijn om toekomstige simulaties van permafrostdooi niet alleen in Siberië te verbeteren, maar op wereldschaal.

De resultaten van de huidige studie suggereren sterk dat het beperken van de opwarming van de aarde kan helpen arctische ecosystemen en landschappen te beschermen tegen drastische veranderingen als gevolg van het ontdooien van ijsrijke permafrost.