Extreem klimaat heeft duizenden meren in West-Groenland ‘over een kantelpunt geduwd’, blijkt uit studie

De wateren van een meer nabij Kangerlussuaq, Groenland, zijn bruin geworden na extreme weersomstandigheden. Voor deze gebeurtenissen waren de wateren van het meer kristalhelder. Volgens een nieuwe studie hebben naar schatting 7.500 meren na twee maanden van recordhitte en neerslag in de herfst van 2022 hun kleur veranderd en begonnen ze koolstof uit te stoten, wat leidde tot een afname van de waterkwaliteit.

Onder leiding van Fulbright Distinguished Arctic Scholar en mede-directeur van het Climate Change Institute van de Universiteit van Maine, Jasmine Saros, heeft een team van onderzoekers ontdekt dat de combinatie van extreme klimaatgebeurtenissen in de herfst van 2022 ecologische veranderingen heeft veroorzaakt die “Arctische meren over een kantelpunt hebben geduwd.” Dit staat in een artikel gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences. Minder dan een jaar later, in juli 2023, waren de fysieke, chemische en biologische eigenschappen van deze meren veranderd, een wijdverspreide transformatie die normaal gesproken honderden jaren in beslag neemt.

Groenland ervaart normaal gesproken sneeuw in de herfst, maar de stijging van de temperaturen zorgde ervoor dat de neerslag als regen viel. De hitte veroorzaakte ook dat permafrost—bevroren grond die een aanzienlijke hoeveelheid organische koolstof opslaat—begon te ontdooien, waardoor er een overvloed aan koolstof, ijzer, magnesium en andere elementen vrijkwam. Terwijl de regen in recordhoeveelheden viel, spoelde deze pas blootgestelde metalen en koolstof uit de bodem in de meren in het westen van Groenland, waardoor ze bruin werden.

Saros, die ook professor is in paleolimnologie en merenecologie aan de UMaine’s School of Biology and Ecology, gaf aan dat de snelle verandering in de meren van West-Groenland in contrast staat met de langzame, tientallen jaren durende verkleuring die meren in het noordelijke halfrond, waaronder die in Maine, ondergaan.

“De omvang van deze veranderingen en de snelheid van de verandering waren ongekend,” zei Saros. De instroom van opgeloste organische koolstof en voedingsstoffen uit de permafrost kan de groei van bacteriën bevorderen en een ongewenste smaak en geur in het water veroorzaken, naast het veranderen van de kleur. Toegenomen blootstelling aan metalen die uit de permafrost vrijkomen, kan ook gezondheidsproblemen veroorzaken. Door de soort en hoeveelheid organische en anorganische materialen die de meren binnenkomen na de extreme klimaatgebeurtenissen te identificeren, kunnen bewoners in de omgeving beter inschatten hoe ze hun water kunnen behandelen.

“Het verhoogde opgeloste organische materiaal kan interactie hebben met drinkwatervoorzieningsprocessen en bijproducten van chlorering produceren die trihalomethanen worden genoemd, welke mogelijk kankerverwekkend zijn,” voegde Saros toe. Met gewijzigde fysieke en chemische eigenschappen zijn de meren minder doorzichtig geworden en kon er minder licht door hun oppervlakte dringen. De afname van licht verminderde de biodiversiteit van plankton, wat aanzienlijke gevolgen had voor de koolstofcyclus in de regio.

Onderzoekers hebben een afname van fytoplankton vastgesteld dat kooldioxide uit de atmosfeer absorbeert via fotosynthese, en een toename van plankton dat koolstof afbreekt en vrijgeeft. In plaats van kooldioxide in de zomer op te slaan, zijn de meren nu een bron ervan geworden, met een toename van 350% in de uitstoot van dit broeikasgas vanuit deze meren.

“De waarschijnlijke verklaring is dat er zoveel organische koolstof van het landschap in het oppervlaktewater is gemobiliseerd, en de organische koolstof beschikbaar was voor aquatische organismen,” zei Saros. “Omdat de meren zo bruin zijn geworden, verminderde het de lichtinval in het systeem, wat de voorkeur gaf aan organismen die gebruikmaken van organische koolstofpaden in plaats van fotosynthese.”

Onderzoekers concludeerden dat de stijging in hitte en neerslag werd veroorzaakt door meerdere atmosferische rivieren. Volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) is een atmosferische rivier een lange, smalle kolom waterdamp die intense regen of sneeuw produceert wanneer deze de kust bereikt. Ze beïnvloeden een groot deel van de wereld, en bestaande klimaatmodellen voorspellen dat ze tegen het einde van de eeuw 50–290% vaker zullen voorkomen in Groenland, westelijk Noord-Amerika, Oost-Azië, West-Europa en Antarctica.

Saros gaf aan dat aanvullend onderzoek en monitoring kunnen helpen bepalen hoe deze meren kunnen herstellen, wat meer inzicht kan bieden in de dynamiek van meren in de regio. Verder onderzoek kan wetenschappers ook helpen bij het bestuderen van verkleurde meren in het noordelijke halfrond, hoe zij kunnen herstellen en mogelijke behandelingen en interventies.

“Het was zo’n overweldigende klimaatkracht die alle meren op dezelfde manier deed reageren,” zei Saros. “Zal het herstel hetzelfde zijn voor alle meren, of zal het verschillen?” De studie werd mogelijk gemaakt door uitgebreide gegevensverzameling via jaarlijkse watermonsters en afstandssensoren in de meren die het hele jaar door werken.

“Onze studie toont de kracht van langdurige observatie aan. Ik werk sinds 2013 in dit gebied en heb aan veel projecten gewerkt. Maar op de achtergrond hebben mijn collega’s en ik geprobeerd een consistente dataset van observaties te behouden,” zei Saros. “Dat is hoe we in staat waren om de effecten van deze extreme klimaatgebeurtenis vast te leggen en te kwantificeren.”

Naast Saros hebben UMaine Ph.D. studenten Václava “Vendy” Hazuková, Grayson Huston, Avery Lamb en Guillaume Bourdin bijgedragen aan de studie.