30/08/2012 - Klimawandel: Die Freisetzung von Kohlenstoff in der Arktis nimmt zu

Menéame

Der Anstieg der durchschnittlichen Temperaturen in der Arktis verursacht das Auftauen von Permafrost (semi-permanent gefrorener Boden) länger im Sommer und tiefer, so dass die zuvor durch Eis geschützten Kohlenstoffspeicher aktiviert werden.

Zwei Drittel des organischen Kohlenstoffs In diesem Boden befindet sich eine direkte Luftflüchtlinge, vor allem in Form von CO2, die in dieser Woche in der Zeitschrift veröffentlicht wird. Natur.

Im August und September 2008 begannen Wissenschaftler der Universität Stockholm in Zusammenarbeit mit Teilnehmern aus Russland, Schweden, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten eine umfassende ozeanographische Kampagne (International Siberian Shelf Study, ISSS-08), um geochemische Proben über etwa 8.400 km vom größten Kontinentalplattform der Welt (East Siberian Arctic Shelf, ESAS) zu sammeln und zu analysieren.

"Die Relevanz dieser Studie liegt in der Größenordnung einer beispiellosen Stichproben- und In-situ-Untersuchungskampagne aufgrund der Größe und der Anzahl der entnommenen Proben, deren Analyse es ermöglicht hat, frühere Vorstellungen über das Ausmaß der arktischen Kohlenstoffströme mit einer Schlüsselrolle im Zusammenhang mit dem Klima zu überprüfen," erklärt die postdoktorale Forscherin des IC3 Laura Sánchez-Gracía, Hauptautorin des Artikels.

Örjan Gustafsson, Professor für Biogeochemie an der Universität Stockholm und Mitautor des Artikels, betonte: "Es ist äußerst wichtig, die Wechselwirkung zwischen der Klimaerwärmung und den Emissionen zu untersuchen, die sich aus den enormen Kohlenstoffspeichern an der Küste und dem Unterwasser-Permafrost sowie den unterseeischen Methanhydraten ergeben, um die künftige Entwicklung von Treibhausgasen in die Atmosphäre zu projizieren."

Kohlenstoffspeicher in Höhe von zweimal Spanien

Diese Lager, die eine Fläche von doppelt so viel wie Spanien abdecken, wurden jedoch bisher aufgrund der schwierigen Zugänglichkeit der Arktis nur unzureichend untersucht. Die Analyse Hunderter Proben von Sedimenten, Permafrost, Luft, Wasser und Partikeln hat dazu geführt, dass die Qualität und der Erhaltungszustand verschiedener Formen des Arktis-Kohlenstoffs näher bestimmt wurden.

Durch die Untersuchung verschiedener molekularer und isotopischer Werkzeuge hat die Gruppe der Wissenschaftler die Menge fossiler Kohlenstoff geschätzt, die sich schließlich im Arktischen Ozean infolge der Erosion und thermischen Destabilisierung der sibirischen Küsten ansammelt. Im Gegensatz zu den oben genannten Überlegungen liefert die Erosion des Yedoms (eine Art arktischer Boden mit hohem Eisgehalt und organischem Kohlenstoff) den höchsten Anteil an organischem Kohlenstoff in Meeressedimenten im Vergleich zu Meeresquellen oder flussreichen Landquellen. Zwei Drittel der geschätzten Gesamtmenge von 44 t freigesetztem Kohlenstoff werden direkt in die Atmosphäre abgegeben, überwiegend in Form von CO2.

Diese Ergebnisse ergänzen sich zu jenen, die dieses Team von Wissenschaftlern über Methanemissionen aus dem massiven Zusammenbruch des U-Boot-Permafrosts im Osten der ESAs gewonnen hat. Die vorliegende Studie kommt zu dem Schluss, dass der fortschreitende thermische Zusammenbruch des Küstenpermafront zehnmal so viel Kohlenstoff freisetzt wie vorher geschätzt, was letztlich die Erwärmung in der Arktis beschleunigen kann. Obwohl das derzeitige Tempo der CO2-Emissionen an der nordwestlichen Küste in der globalen Atmosphäre nicht wesentlich beeinflusst, zeigt diese Studie, dass der Prozess fest läuft.

Yedom, ein arktisches Ökosystem von Steppe und Tundra

Die Küstenregion der Arktis, in der sich die Hälfte der weltweiten Kohlenstoffspeicher auf der Erde befindet, leidet an einer doppelt so hohen Erwärmung wie im globalen Durchschnitt. Über die ~7000 km Küstenlinie und den Festlandsockel der arktischen Sibirischen Arktis befinden sich riesige permafrosthaltige Lager voller Eis und organischem Material, das von der russischen Herkunft des Wortes Yedoma genannt wird.

Das Yedom, auch Ice Complex im wissenschaftlichen Bereich genannt, ist ein Gebäudekomplex aus arktischen Steppen- und Tundraökosystemen, der aus relikten Böden besteht, deren organische Bestandteile wie Kohlenstoff seit ihrer Entstehung im letzten Glacialzeitalter praktisch unverändert geblieben sind.

Sein Alter und hoher Eisgehalt machen ihn zu einem geochemischen Material, das sehr anfällig ist, was dazu führt, dass der darin enthaltene organische Kohlenstoff sehr leicht zu zersetzen ist, sobald er nicht mehr durch das "thermische Schild" des Eises geschützt ist. Das Küstenjedoma ist anfälliger für die Freisetzung von Kohlenstoff als andere Arten von Permafrost, da es nicht nur Gegenstand des vertikalen thermischen Zusammenbruchs ist, sondern auch durch die erosive Wirkung von Wellen, Gezeiten und Küstenwinden, die durch den Anstieg des Meeresspiegels und die saisonale Eiszeit verursacht werden, beeinträchtigt wird.

Der durchschnittliche Anstieg der globalen Temperatur wird in der Arktis verstärkt, wo die Menge an Permafrost, die jeden Sommer aufgetaut wird, immer größer wird. Dieses Enttauen erhöht wiederum die Übertragung von organischem Kohlenstoff von inaktiven (gefrorenen) Formen in aktive (gefressene) Formen. Auch das Abschmelzen des Ozeans führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels und verstärkt damit die Auswirkungen von Wellen und Gezeiten auf das Küstenjedoma.

Andererseits verursacht das Schmelzen des Eises des edemomischen Komplexes die mechanische Destabilisierung, die sich daraus ergibt, dass diese Bodenablagerungen unter dem Boden liegen und in beiden Fällen die ausgedehnten yedemomischen Kohlenstoffablagerungen ausgesetzt sind. Die Intensität, mit der die Prozesse des thermischen Zusammenbruchs und der Küstenerosion des Yedoma Sibiriens auftreten, wird durch Satellitenbilder des Gebiets deutlich, die zeigen, wie viel Küstenmaterial durch seine Erosion in den Ozean gelangt.

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Bibliographische Referenz:

J. E. Vonk, L. Sánchez-García, B. E. van Dongen, V. Alling, D. Kosmach, A. Charkin , I. P. Semiletov, O. V. Dudarev, N. Shakhova, P. Roos, T.I. Eglinton, A. Andersson y Ö. Gustafsson "Activation of old carbon by erosion of coastal and subsea permafrost in Arctic Siberia" Nature, DOI: 10.1038/nature11392

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