Het Noordpoolgebied is geen onbekende voor verlies. Terwijl de regio bijna vier keer sneller opwarmt dan de rest van de wereld, storten gletsjers in, lijden de dieren in het wild en blijven leefgebieden in een recordtempo verdwijnen.

Nu is een nieuwe bedreiging duidelijk geworden:Arctische meren drogen op, volgens onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Nature Climate Change . De studie, geleid door Elizabeth Webb, postdoctoraal onderzoeker van de afdeling Biologie van de Universiteit van Florida, flitst een nieuw waarschuwingslampje op het wereldwijde klimaatdashboard.

Het onderzoek van Webb onthult dat de Arctische meren de afgelopen 20 jaar zijn gekrompen of volledig zijn opgedroogd in het pan-arctische gebied, een regio die de noordelijke delen van Canada, Rusland, Groenland, Scandinavië en Alaska beslaat. De bevindingen bieden aanwijzingen over waarom de massale droging plaatsvindt en hoe het verlies kan worden vertraagd.

De verdwijnende meren fungeren als hoekstenen van het Arctische ecosysteem. Ze vormen een kritieke bron van zoet water voor lokale inheemse gemeenschappen en industrieën. Bedreigde en bedreigde diersoorten, waaronder trekvogels en waterdieren, zijn ook afhankelijk van de leefgebieden van het meer om te overleven.

De achteruitgang van het meer komt als een verrassing. Wetenschappers hadden voorspeld dat klimaatverandering aanvankelijk de meren over de toendra zou uitbreiden, als gevolg van veranderingen in het landoppervlak als gevolg van smeltend grondijs, met uiteindelijke uitdroging in het midden van de 21e of 22e eeuw. In plaats daarvan lijkt het erop dat ontdooiende permafrost, de bevroren grond die het noordpoolgebied bedekt, meren kan afvoeren en dit expansie-effect tenietdoet, zegt Webb. Het team theoretiseerde dat het ontdooien van permafrost het meeroppervlak kan verkleinen door drainagekanalen te creëren en de bodemerosie in de meren te vergroten.

"Onze bevindingen suggereren dat de dooi van de permafrost nog sneller plaatsvindt dan wij als gemeenschap hadden verwacht," zei Webb. "Het geeft ook aan dat de regio in de toekomst waarschijnlijk op weg is naar meer drainage op landschapsschaal."

Naast stijgende temperaturen, onthulde de studie ook dat toename van de herfstregenval leidt tot aantasting van de permafrost en de afwatering van het meer. "Het lijkt misschien contra-intuïtief dat toenemende regenval het oppervlaktewater vermindert", zegt Jeremy Lichstein, Webb's adviseur en co-auteur van het onderzoek. "Maar de fysieke verklaring bleek al in de wetenschappelijke literatuur te staan:regenwater voert warmte naar de bodem en versnelt de dooi van de permafrost, waardoor ondergrondse kanalen kunnen ontstaan ​​die het oppervlak afvoeren."

Als versnelde permafrost-dooi de schuld is, is dat onwelkom nieuws. De Arctische permafrost is een natuurlijke opslagplaats van geconserveerd organisch materiaal en planeetverwarmende gassen.

"Permafrostbodems slaan bijna twee keer zoveel koolstof op als de atmosfeer", zei Webb. "Er is veel lopend onderzoek dat suggereert dat als permafrost ontdooit, deze koolstof kwetsbaar is om in de vorm van methaan en koolstofdioxide in de atmosfeer vrij te komen."

Er is een zilveren randje in de bevindingen van de onderzoeker. Eerdere modellen van meerdynamiek voorspelden meeruitbreiding, waardoor de omringende permafrost ontdooit. Maar omdat de meren aan het drogen zijn, ontdooit de permafrost in de buurt van de meren waarschijnlijk niet zo snel.

"Het is niet meteen duidelijk wat de compromissen zijn, maar we weten wel dat de uitbreiding van het meer koolstofverliezen veroorzaakt die orden van grootte groter zijn dan in de omliggende regio's," zei Webb.

Om hun resultaten te bereiken, gebruikte het team van Webb satellietgegevens om brede trends in oppervlaktewaterverandering in het Noordpoolgebied te identificeren. Satellietbeelden, ook wel remote sensing genoemd, helpen bij het beantwoorden van brede vragen, zegt Webb.

"Een van de dingen die ik echt leuk vind aan het gebruik van remote sensing, is dat je kunt beantwoorden wat onmogelijk grote vragen leken - we hebben de mogelijkheid om ze nu te beantwoorden," zei Webb. "Pas in de afgelopen vijf, tien jaar hebben we de rekenkracht en middelen gehad om dit voor elkaar te krijgen."

Het onderzoeksteam gebruikte een machine learning-benadering om de klimaatveranderingsmechanismen te onderzoeken die verantwoordelijk zijn voor de verandering van het merengebied. Door grote ensembles van satellietbeelden te gebruiken om patronen van oppervlaktewaterverlies te beoordelen, konden ze tientallen jaren aan gegevens over het Noordpoolgebied analyseren. Hun werk was gebaseerd op robuuste programma's, waaronder Google Earth Engine en het Python-platform op de HiPerGator-supercomputer van UF, om grote datasets te doorzoeken en modellen uit te voeren.

Webb wilde aanvankelijk een heel ander onderwerp onderzoeken:arctische albedo of oppervlaktereflectiviteit. Webbs eerdere werk in Environmental Research Letters toonde aan dat oppervlaktewater een belangrijke aanjager is van albedoverandering, maar ze had moeite om studies te vinden die gedetailleerd uitwerkten waarom het oppervlaktewater in de eerste plaats veranderde. "Ik heb de krant geschreven die ik wilde citeren voor mijn albedowerk," zei ze.

Om de ondergang van de meren in te perken, recent onderzoek in Frontiers in Environmental Science laat zien dat misschien de beste manier om permafrost te redden is door de uitstoot van fossiele brandstoffen te verminderen. Het verminderen van de CO2-uitstoot kan de planeet weer op het goede spoor zetten door de wereldwijde temperatuurstijging te beperken.

"De sneeuwbal is al aan het rollen", zei Webb en verklaarde dat we nu moeten handelen om deze veranderingen te vertragen. "Het gaat niet werken om te blijven doen wat we doen." + Verder verkennen

West-Siberische rivieren en meren stoten broeikasgassen uit in de atmosfeer