Image
Termokarstdammer i Siberia.

En termokarstdam i Sibir. Like under vegetasjonen sees massive islag. Når de tiner, kan overflaten kollapse i fordypninger som igjen setter fart på tiningen. Ifølge en ny studie kan slike prosesser dominere landskapet i fremtiden. Foto: Jan Nitzbon

Permafrost i Arktis kan tine raskere enn vi har trodd

Smelting av is i permafrostområder fører til raske endringer i landskapet – termokarst. Det kan igjen bety raskere tining av permafrosten.

Noe av den kaldeste permafrosten som finnes på jorda kan være mer utsatt for tining enn tidligere antatt. Dette kommer frem i en UiO-ledet forskningsstudie kalt PERMANOR, der man har undersøkt såkalte termokarstprosesser i kalde landskap, prosesser som gir en betydelig akselering av tining av permafrost. Studien er nylig publisert i Nature Communications.

You can also read this article in English

Forsterker oppvarming

Lufttemperaturene øker i høye breddegrader og i høyfjellsområder dominert av permafrost. Når denne permafrosten tiner, kan store mengder klimagasser bli sluppet ut i atmosfæren, noe som potensielt kan intensivere den globale oppvarmingen.

Fakta

Termokarst er en landskapsoverflate som er preget av uregelmessig overflate med hull og små forhøyninger. Disse uregelmessighetene dannes når isrik permafrost tiner. Termokarst forekommer i arktiske områder og i mindre skala i fjellrike områder som Himalaya og de sveitsiske alper.

Permafrost er konstant frossen jord, steiner, havbunn og fjell på høye breddegrader på den nordlige og sørlige halvkule. Det er også permafrost i høyfjellsområder som Himalaya. Definisjonen av permafrost er at den ikke tiner om sommeren to år på rad.

Kilde: Wikipedia

En annen konsekvens er at islag i bakken begynner å smelte, slik at den synker og det dannes fordypninger med dammer og innsjøer. Denne endringen i landskapet er kjent som termokarst, og det er denne prosessen som igjen kan akselerere tining av permafrost, altså gi en tilbakekobling til global oppvarming.

Endrer landskap

Forskerteamet fra Norge og Tyskland har utviklet datamodeller for å undersøke hvordan slike termokarstprosesser kan påvirke permafrost i Nordøst-Sibir fremover. I dag er denne regionen dominert av veldig kald og antatt stabil permafrost.

Så langt er ikke termokarstprosesser blitt inkludert i modeller som simulerer hva som skjer med permafrosten i et varmere klima.

– Vi fant at når termokarstprosesser ble inkludert i simuleringene, kunne til og med kald permafrost i Nord-Sibir tine på slutten av dette århundret, selv om bakken foreløpig har temperaturer på minus ti grader, sier hovedforfatter av studien, Jan Nitzbon. Han er stipendiat ved Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research i Tyskland.

Blant forskere er den generelle antakelsen at termokarstprosesser – lokalt – fører til raskere tining av permafrost.

– Men med modellen vår har vi også vurdert stabiliserende prosesser som kan bremse tiningen. Vi ble overrasket over at under et moderat oppvarmingsscenario kan termokarst-prosesser til og med begrense tining av permafrost, sier Nitzbon.

Under et sterkere oppvarmingsscenario dominerte imidlertid de selvforsterkende prosessene, noe som vil endre disse landskapene drastisk på grunn av raskere tining av permafrosten.

Gjelder også permafrost i Nord-Norge

Tinende permafrost og termokarstprosesser har dannet dammer i dette torvlandskapet i Nord-Norge. i PERMANOR-prosjektet er slike prosesser kartlagt med drone over flere år. Den lille dammen i forgrunnen er bare noen måneder gammel, mens den andre har vokst betydelig i løpet av de siste fire årene. Foto: Sebastian Westermann

Sebastian Westermann, førsteamanuensis ved Institutt for geofag på UiO har ledet PERMANOR-prosjektet og legger til:

– Termokarst påvirker ikke bare permafrostregioner i Sibir, vi ser de samme prosessene i Norge, spesielt i torvmyrer i Finnmark. I løpet av få år har det dannet seg nye dammer i våre studieområder. Disse små dammene reduserer områder med permafrost. I Norge er permafrosten allerede nå nær frysepunktet, og vi observerer mange av landskapsendringene som kan skje i Sibir i fremtiden.

Forbedrer globale klimamodeller

Forskerne har nå begynt å implementere det nye simuleringsverktøyet i det som kalles jordsystemmodeller (Earth System Models), slik som den norske klimamodellen NorESM.

Med denne oppdateringen vil det være mulig å forbedre simulering av tinende permafrost, ikke bare i Sibir, men i global skala.

Resultatene fra studien tyder sterkt på at en begrensning av den globale oppvarmingen kan bidra til å beskytte arktiske økosystemer og landskap mot drastiske endringer på grunn av tining av den isrike permafrosten.

Kontakt:

Sebastian Westermann, førsteamanuensis ved Institutt for geofag

Den vitenskapelige artikkelen:

Nitzbon, J., Westermann, S., Langer, M., Martin, LCP., Strauss, S., Laboor, S., Boike, J. 2020. Fast response of cold ice-rich permafrost in Northeast Siberia to a warming climate. Nature Communications, 11, Article number: 2201 (2020) DOI: 10.1038/s41467-020-15725-8. 

Les mer om permafrost på Titan.uio.no:

Jordas kaldeste permafrost er i et fjell i Antarktis

Arktisk infrastruktur er truet av tinende permafrost

Tinende permafrost i Arktis: CO₂-utslipp om vinteren kan være større enn plantenes CO₂-opptak i vekstsesongen