In het verre noorden, de zwellende Noordelijke IJszee overspoelde enorme delen van kusttoendra- en steppe-ecosystemen. Hoewel het oceaanwater slechts een paar graden boven het vriespunt was, het begon de permafrost eronder te ontdooien, miljarden tonnen organisch materiaal blootstellen aan microbiële afbraak. De ontbindende organische stof begon CO . te produceren ₂ en CH ₄ , twee van de belangrijkste broeikasgassen.

Hoewel onderzoekers al tientallen jaren degraderende onderzeese permafrost bestuderen, moeilijkheden bij het verzamelen van metingen en het delen van gegevens over internationale en disciplinaire scheidslijnen hebben een algemene schatting van de hoeveelheid koolstof en de snelheid van afgifte verhinderd. Een nieuwe studie, geleid door Ph.D. kandidaat Sara Sayedi en senior onderzoeker Dr. Ben Abbott aan de Brigham Young University (BYU) gepubliceerd in het tijdschrift IOP Publishing Brieven voor milieuonderzoek , werpt licht op de onderzeese permafrost klimaatfeedback, het genereren van de eerste schattingen van de circulaire koolstofvoorraden, uitstoot van broeikasgassen, en mogelijke toekomstige reactie van de onderzeese permafrostzone.

Sayedi en een internationaal team van 25 permafrost-onderzoekers werkten onder de coördinatie van het Permafrost Carbon Network (PCN), die wordt ondersteund door de Amerikaanse National Science Foundation. De onderzoekers combineerden bevindingen van gepubliceerde en niet-gepubliceerde studies om de omvang van de vroegere en huidige onderzeese koolstofvoorraad te schatten en hoeveel broeikasgas het in de komende drie eeuwen zou kunnen produceren.

Met behulp van een methode die expertbeoordeling wordt genoemd, die meerdere, onafhankelijke aannemelijke waarden, de onderzoekers schatten dat het onderzeese permafrostgebied momenteel 60 miljard ton methaan vasthoudt en 560 miljard ton organische koolstof in sediment en bodem bevat. Als referentie, mensen hebben sinds de industriële revolutie in totaal ongeveer 500 miljard ton koolstof in de atmosfeer gebracht. Dit maakt de onderzeese permafrost-koolstofvoorraad een potentiële gigantische ecosysteemfeedback voor klimaatverandering.

"Onderzeese permafrost is echt uniek omdat het nog steeds reageert op een dramatische klimaattransitie van meer dan tienduizend jaar geleden, " zei Sayedi. "In sommige opzichten, het kan ons een kijkje geven in de mogelijke reactie van permafrost die vandaag ontdooit vanwege menselijke activiteit."

Schattingen van Sayedi's team suggereren dat onderzeese permafrost al aanzienlijke hoeveelheden broeikasgas vrijgeeft. Echter, deze release is voornamelijk te wijten aan oude klimaatverandering in plaats van huidige menselijke activiteit. Ze schatten dat onderzeese permafrost ongeveer 140 miljoen ton CO . vrijgeeft ₂ en 5,3 miljoen ton CH4 in de atmosfeer per jaar. Dit is vergelijkbaar in omvang met de totale broeikasgasvoetafdruk van Spanje.

De onderzoekers ontdekten dat als de door de mens veroorzaakte klimaatverandering doorgaat, de vrijlating van CH ₄ en co ₂ van onderzeese permafrost aanzienlijk zou kunnen toenemen. Echter, deze reactie zal naar verwachting plaatsvinden in de komende drie eeuwen in plaats van abrupt. Onderzoekers schatten dat de hoeveelheid toekomstige uitstoot van broeikasgassen door onderzeese permafrost rechtstreeks afhangt van toekomstige menselijke emissies. Ze ontdekten dat in een business-as-usual scenario, opwarmende onderzeese permafrost geeft vier keer meer extra CO . vrij ₂ en CH ₄ vergeleken met wanneer de menselijke uitstoot wordt verminderd om de opwarming onder de 2°C te houden.

"Deze resultaten zijn belangrijk omdat ze wijzen op een substantiële maar langzame klimaatfeedback, Sayedi legde uit. "Sommige berichtgeving over deze regio heeft gesuggereerd dat menselijke emissies catastrofale afgifte van methaanhydraten kunnen veroorzaken, maar onze studie suggereert een geleidelijke toename gedurende vele decennia."

Zelfs als deze klimaatfeedback relatief geleidelijk is, de onderzoekers wijzen erop dat onderzeese permafrost niet is opgenomen in de huidige klimaatafspraken of broeikasgasdoelstellingen. Sayedi benadrukte dat er nog veel onzekerheid bestaat over onderzeese permafrost en dat aanvullend onderzoek nodig is.

"Vergeleken met hoe belangrijk onderzeese permafrost zou kunnen zijn voor het toekomstige klimaat, we weten schrikbarend weinig over dit ecosysteem, Sayedi zei. "We hebben meer sediment- en grondmonsters nodig, as well as a better monitoring network to detect when greenhouse gas release responds to current warming and just how quickly this giant pool of carbon will wake from its frozen slumber."