Zeebodemsedimenten van de Noordelijke IJszee kunnen wetenschappers helpen begrijpen hoe permafrost reageert op klimaatopwarming. Een multidisciplinair team van de Universiteit van Stockholm heeft bewijs gevonden van het ontdooien van de permafrost in het verleden tijdens klimaatopwarming aan het einde van de laatste ijstijd. Hun bevindingen, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , wees voorzichtig met wat er in de nabije toekomst kan gebeuren:dat de opwarming van het noordpoolgebied met slechts een paar graden Celsius kan leiden tot massale ontdooiing van de permafrost, kusterosie, en het vrijkomen van de broeikasgassen kooldioxide (CO ₂ ) en methaan (CH ₄ ) in de atmosfeer.

Arctische permafrost slaat meer koolstof op dan de atmosfeer. Als de permafrost ontdooit, deze koolstof kan worden omgezet in broeikasgassen (CO ₂ en CH ₄ ) die vervolgens in de atmosfeer terechtkomen en het klimaatsysteem kunnen aantasten. Om de voorspellingen van toekomstige broeikasgasemissies door permafrost te verbeteren, wetenschappers zijn in het verleden gaan kijken, onderzoeken hoe eerdere klimaatopwarming, bijvoorbeeld aan het einde van de laatste ijstijd, getroffen permafrost en zijn enorme hoeveelheid koolstof.

"Onze nieuwe studie toont voor het eerst de volledige geschiedenis van hoe de opwarming aan het einde van de laatste ijstijd het ontdooien van de permafrost in Siberië veroorzaakte. Dit suggereert ook het vrijkomen van grote hoeveelheden broeikasgassen, " zegt Jannik Martens, doctoraat student aan de Universiteit van Stockholm en hoofdauteur van de studie. "Het lijkt waarschijnlijk dat de permafrost in het verleden ontdooit in tijden van klimaatopwarming, ongeveer 14, 700 en 11, 700 jaar geleden, was voor een deel ook gerelateerd aan de stijging van de CO ₂ concentraties die te zien zijn in de Antarctische ijskernen voor deze tijd. Het lijkt erop dat een opwarming van het Noordpoolgebied met slechts een paar graden Celsius voldoende is om grote gebieden bedekt met permafrost te verstoren en mogelijk het klimaatsysteem te beïnvloeden."

In de huidige studie, de wetenschappers gebruikten een acht meter lange sedimentkern die werd teruggevonden van de zeebodem meer dan 1 000 meter onder het oppervlak van de Noordelijke IJszee tijdens de SWERUS-C3-expeditie aan boord van de Zweedse ijsbreker Oden in 2014. Om permafrost op het land te reconstrueren, de wetenschappers toegepast radiokoolstof ( ¹⁴ C) datering en moleculaire analyse om organische resten op te sporen die ooit vrijkwamen door permafrost te ontdooien en vervolgens in de Noordelijke IJszee spoelden.

"Vanuit deze kern hebben we ook geleerd dat erosie van permafrostkustlijnen een belangrijke drijvende kracht was voor de vernietiging van permafrost aan het einde van de laatste ijstijd. Kusterosie gaat door tot op de dag van vandaag, hoewel tien keer langzamer dan tijdens deze eerdere snelle opwarmingsperiode. Met de recente opwarmingstrends, echter, we zien opnieuw een versnelling van kusterosie in sommige delen van het noordpoolgebied, die naar verwachting broeikasgassen zal afgeven door afbraak van de vrijgekomen organische stof, " zegt Örjan Gustafsson, Professor aan de Universiteit van Stockholm en leider van het onderzoeksprogramma. "Elke vrijgave door ontdooiende permafrost betekent dat er nog minder ruimte is voor antropogene uitstoot van broeikasgassen in het budget van het aardklimaatsysteem voordat gevaarlijke drempels worden bereikt. De enige manier om permafrostgerelateerde uitstoot van broeikasgassen te beperken, is door de klimaatopwarming te verminderen door de antropogene uitstoot van broeikasgassen."

Gustafsson, Martens en hun collega's zijn nu weer in de Noordelijke IJszee als onderdeel van de International Siberian Shelf Study (ISSS-2020) aan boord van het Russische onderzoeksschip Akademik Keldysh. De expeditie verliet de haven van Archangelsk op 26 september en bevindt zich momenteel in de Oost-Siberische Zee, op zoek naar meer antwoorden op hoe het veranderende klimaat kan leiden tot het vrijkomen van koolstof, inclusief broeikasgassen, van Arctische permafrostsystemen, inclusief kusterosie en permafrost onder de zeebodem die bewaard is gebleven uit de afgelopen ijstijd.