Het krimpende zee-ijs en extremere stormen als gevolg van de klimaatverandering kunnen de erosie van de kusten van het Noordpoolgebied verergeren, waardoor kustgemeenschappen, de visserij en de mariene habitats worden bedreigd. Deze zelfde veranderingen kunnen echter ook de groei van toendra-struiken mogelijk maken die de erosie kunnen helpen bestrijden, blijkt uit een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

Als onderdeel van een door NASA gefinancierd project genaamd Arctic Transitions, analyseerden WHOI-onderzoekers sedimentkernen van meren die duizenden jaren oud zijn om de geschiedenis van de plantengroei rond twee Arctische meren te reconstrueren. Ze ontdekten dat toen het zee-ijs afnam en stormen vaker voorkwamen tijdens warme periodes in het verleden, er – zoals verwacht – een daarmee gepaard gaande toename van erosie plaatsvond, maar dat die toename vertraagde of stopte toen struiken begonnen te groeien.

"Heesters kunnen sedimenten aan elkaar binden en stabiliteit aan het land bieden", zegt de hoofdauteur van het onderzoek, Breanyn MacInnes, een voormalig postdoctoraal onderzoeker bij de WHOI en nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Noord-British Columbia. "Aangezien we veranderingen in het klimaat en een verlenging van het groeiseizoen van struiken zien, is het mogelijk dat de groei van struiken een deel van de erosie die het gevolg is van het verlies van zee-ijs, kan verzachten."

De bevindingen, die op 1 september 2022 online zijn gepubliceerd in Scientific Reports, suggereren dat de toegenomen groei van struiken een natuurlijk verdedigingsmechanisme kan bieden voor Arctische kusten die te maken hebben met meer erosie en verhoogde blootstelling aan golven, en kustbeheerders en gemeenschappen een ander aanpassingsinstrument zou kunnen bieden om te overwegen.

“Kustererosie is een aanzienlijk probleem in het Noordpoolgebied dat kustgemeenschappen, infrastructuur en ecosystemen bedreigt, maar het is een probleem dat we niet volledig begrijpen”, zegt co-auteur van het Woods Hole Research Center-wetenschapper Dr. Chris Maio, die eerder bij WHOI. "Deze studie biedt een langetermijnoverzicht van hoe struiken kustbescherming kunnen bieden, wat ons de tijd kan geven om toekomstige veranderingen te plannen en aan te passen."

De erosie van de Arctische kustlijnen is de afgelopen decennia dramatisch versneld, omdat het Arctische klimaat sneller opwarmt dan de rest van de planeet. Het verlies van zee-ijs en de toename van grote golven tijdens perioden met open water hebben sediment weggenomen van stranden en kustkliffen die ooit door ijs werden beschermd.

Eerdere studies hebben aangetoond dat wanneer zee-ijs verder van de kust smelt, golven grotere afstanden kunnen afleggen en grotere hoeveelheden energie kunnen transporteren, wat mogelijk kan resulteren in meer kusterosie. De processen die deze erosiekrachten kunnen tegengaan zijn echter minder duidelijk.

Om deze vraag te onderzoeken, verzamelden de onderzoekers sedimentkernen van twee meren die 20 kilometer uit elkaar lagen in het Utqiagvik (voorheen Barrow) gebied op de noordhelling van Alaska:Imnavait Creek Lake, ongeveer anderhalve kilometer van de Beaufortzee, en Imikpuk Lake. , dat ongeveer 20 kilometer landinwaarts ligt.

Vervolgens gebruikten ze een verscheidenheid aan geochemische en ecologische technieken om de kernen te analyseren, waaronder radiokoolstof- en pollenanalyses. Deze sedimentregistraties van meren documenteren veranderingen die hebben plaatsgevonden in het stroomgebied van de kust, inclusief de timing van de uitbreiding van struiken, zee-ijs en stormactiviteit.

De meersedimentkernen van zowel het Imnavait Creek-meer als het Imikpuk-meer onthulden dat de uitbreiding van toendra-struiken in de afgelopen 70 tot 100 jaar in beide afwateringen plaatsvond. Deze uitbreiding van struiken volgde op de uitbreiding van de delta's van de meren (sedimentpluimen voor de riviermondingen) en de toegenomen erosie van nabijgelegen kustlandschappen, veroorzaakt door toegenomen stormachtigheid en verlies van zee-ijsbedekking.

"De meren bieden een geïntegreerd overzicht van wat er in hun stroomgebieden gebeurt, en dat omvat ook veranderingen die plaatsvinden aan de kust op 12 tot 20 kilometer afstand", aldus MacInnes.

Bij Imnavait Creek Lake vond bijvoorbeeld het record plaats van toegenomen erosie in verband met delta-uitbreiding en minder zee-ijs over een periode van enkele honderden jaren. Bij het Imikpuk-meer vond het record van toegenomen erosie in verband met toegenomen stormachtigheid plaats over een periode van ongeveer 150 jaar. In beide gevallen werd de toegenomen erosie gevolgd door een toenemende struikgroei.

"Hoewel de erosiesnelheid en de toegenomen groei van struiken in deze stroomgebieden relatief langzame processen kunnen zijn, gezien over de eeuwen heen, zijn ze opmerkelijk vanwege het feit dat de erosie de afgelopen 100 jaar is toegenomen en werd tegengegaan door de groei van struiken binnen een mensenleven", zegt MacInnes. .

Voor gemeenschappen in het Noordpoolgebied die zich proberen aan te passen aan de effecten van klimaatverandering op kusterosie, suggereert de hoofdauteur van het onderzoek dat de potentiële beschermende rol van struiken een natuurlijk kenmerk is waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwikkelen van kustbeschermingsmaatregelen.

"Door te begrijpen hoe struiken op natuurlijke wijze erosie kunnen verzachten, kunnen kustbeheerders beter geïnformeerde beslissingen nemen over hoe ze zich kunnen aanpassen aan het veranderende Arctische kustsysteem", aldus MacInnes.