Opwarming van Arctische meren kan meer methaan vrijgeven dan verwacht

Wetenschappelijk onderzoek naar methaanemissies in Arctische meren

De onderzoeksresultaten zijn van groot belang omdat methaan meer dan 25 keer krachtiger is dan koolstofdioxide als broeikasgas. Arctische meren zijn al belangrijke natuurlijke methaanbronnen wereldwijd, maar de processen die bepalen hoe methaan wordt geproduceerd en vrijgegeven vanuit de sedimenten van meren zijn tot nu toe slecht begrepen.

In deze studie werkte Ph.D.-kandidaat Marie Bulínová van de Geowetenschappenafdeling aan de UiT Noorse Arctische Universiteit samen met een internationaal team dat 10 Arctische meren in Svalbard en subarctisch Scandinavië onderzocht. Ze ontdekten dat de methaanproductie in de sedimenten van meren het hoogst was waar de meren een grotere productiviteit hadden—meer algen, waterplanten en landvegetatie, en ondiepe diepten. De bevindingen zijn gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

“We waren verrast door hoe duidelijk de productiviteit van het ecosysteem gekoppeld was aan de methaanproductie,” zei Marie. “Onze resultaten tonen aan dat warmere en nattere omstandigheden de biologische productiviteit in Arctische meren verhogen, wat op zijn beurt de methaanemissies vanuit hun sedimenten stimuleert.”

Het meeste methaan werd geproduceerd binnen de bovenste 10 cm van het meer-sediment. In deze ondiepe lagen creëert de combinatie van vers, organisch rijk materiaal en verhoogde microbiële activiteit ideale omstandigheden voor methaanproductie. De onderzoekers berekenden hoeveel methaan waarschijnlijk zal diffunderen vanuit het sediment in het bovenliggende water en uiteindelijk in de atmosfeer.

Opvallende verschillen tussen Arctische meren en andere gebieden

Het team vergeleek hun bevindingen met gegevens van meer dan 60 meren wereldwijd. Dit onthulde dat de methaanfluxen van individuele Arctische meren over het algemeen lager zijn dan die in tropische of gematigde gebieden, maar nog steeds significant en zeer variabel, gezien het grote aantal meren in noordelijke landschappen. En verrassend genoeg zijn ze vergelijkbaar met sommige boreale meren.

Marie legde uit: “Een van de opvallende aspecten van dit onderzoek is hoe verschillend Arctische meren van elkaar zijn. Sommige stoten veel meer methaan uit dan anderen, afhankelijk van lokale factoren zoals vegetatiebedekking, meer-vorm of sediment samenstelling. Daarom is het essentieel om een breed scala aan meer-types te bestuderen als we de rol van het Arctische gebied in toekomstige klimaatfeedbacks willen begrijpen.”

De onderzoekers bouwden ook voorspellende modellen met behulp van machine learning om de belangrijkste factoren die methaanemissies in verschillende biomen aandrijven te identificeren. Dit hielp om het belang van primaire productiviteit en klimatologische variabelen—vooral temperatuur en neerslag—te benadrukken.

Klimaatfeedbacks volgen in een veranderend Arctisch gebied

Dit onderzoek voegt een belangrijk stuk toe aan de puzzel van hoe Arctische ecosystemen reageren op klimaatverandering. Naarmate de temperaturen stijgen en de groeiseizoenen langer worden, worden Arctische landschappen groener en wordt verwacht dat meren productiever worden, wat kan leiden tot hogere methaanemissies.

De studie benadrukt het belang van het opnemen van meer-sedimenten in de Arctische broeikasgasbudgetten. Het toont ook aan dat schijnbaar kleine milieuwijzigingen grote effecten kunnen hebben op methaanemissies.

“Het Arctische gebied verandert snel, en we moeten alle feedbackmechanismen begrijpen,” zei Marie. “Ons werk suggereert dat een toename van de ecosysteemproductiviteit—iets wat we als positief zouden kunnen beschouwen—ook de methaanuitstoot kan verhogen en de opwarming verder kan versnellen.”