Onderzoek toont aan dat het Arctische gebied permafrostvrij was bij een temperatuurstijging van 4,5˚C boven het huidige niveau

Wetenschappers hebben bewijs gevonden dat het Aziatische continent volledig vrij was van permafrost tot aan de noordkust met de Arctische Oceaan, toen de gemiddelde temperatuur op aarde 4,5˚C hoger was dan vandaag de dag. Dit suggereert dat het hele noordelijk halfrond ook vrij van permafrost zou zijn geweest in die tijd.

De opvallende bevindingen geven aan dat als de gemiddelde wereldtemperaturen in de toekomst met deze hoeveelheid zouden stijgen, de permafrost die vandaag de dag in het noordelijk halfrond te vinden is, zou ontdooien. Een dergelijke temperatuurstijging zou in de komende decennia tot 130 miljard ton koolstof vrijgeven die momenteel in de grond is bevroren.

Het internationale onderzoeksteam, dat experts van de universiteiten van Northumbria en Oxford in het VK, de Universiteit van Bern in Zwitserland, en de Geologische Opzichten van Israël en de Verenigde Staten omvatte, kwam tot deze conclusie na het bestuderen van meer dan 60 mineraalafzettingen verkregen uit grotten in de Lena-rivieren delta in het noordoosten van Siberië. Hun bevindingen worden deze week gepubliceerd in Nature Communications.

Mineraalafzettingen in grotten, zoals stalagmieten en stalactieten, kunnen alleen ontstaan wanneer regen en smeltwater van sneeuw door de grond en rotsen sijpelen, waardoor langzaam afzettingen in grotten onder de grond ontstaan. Deze afzettingen kunnen niet gevormd worden als de grond boven de grotten bevroren is, zoals het vandaag de dag in grote delen van Siberië en andere gebieden langs de Arctische Oceaan het geval is.

De studie maakte gebruik van een techniek met hoge precisie die de radioactieve verval van natuurlijk voorkomende uranium in de afzettingen gebruikt om lood te vormen, bekend als uranium-lead dating. Door de kleine hoeveelheden uranium en lood in afzettingen uit de Taba-Ba’astakh kliffen in het verre noorden van Siberië te meten in een gespecialiseerd laboratorium aan de Universiteit van Oxford, konden de auteurs van de studie bepalen dat de mineralen 8,7 miljoen jaar geleden tijdens de late Mioceen-periode zijn gevormd.

De aanwezigheid van water om de grotafzettingen te vormen geeft aan dat de grondtemperatuur boven 0˚C was, wat betekent dat de permafrost die momenteel in de regio te vinden is, 8,7 miljoen jaar geleden afwezig was. Bestaande gegevens uit andere regio’s tonen aan dat de gemiddelde wereldtemperaturen in het verleden 4,5˚C hoger waren dan de huidige temperaturen. Dit wijst erop dat een opwarming van 4,5˚C voldoende is om het merendeel van de permafrost in het noordelijk halfrond te laten smelten, met permafrost-vrije omstandigheden die zich uitstrekken tot de noordelijke kust tussen Azië en de Arctische Oceaan.

De huidige permafrost bevat enorme hoeveelheden koolstof, die zijn vastgelegd als dode plantaardige materialen in de bodemlaag. Het ontdooien van de permafrost zou deze koolstof terug in de atmosfeer vrijgeven en de opwarming verder verhogen.

Dr. Sebastian Breitenbach, hoofd van de onderzoeksgroep Milieu Monitoring en Reconstrueren aan de Universiteit van Northumbria, verklaarde: “Onze bevindingen bieden direct kwantitatief bewijs dat als ons klimaat met 4,5˚C opwarmt, de permafrost die momenteel Canada, Siberië, Mongolië, Amerika – feitelijk een groot deel van het noordelijk halfrond – bedekt, zou ontdooien. Alleen permafrost in hoge bergen en diep ondergronds zou overleven.”

“Deze dooi zou miljarden tonnen koolstof uit de grond in de atmosfeer vrijgeven, wat de verdere opwarming zou versterken. Deze bevinding is een echte waarschuwing voor ons allemaal. Het toont aan hoe gevoelig ons klimaat systeem is en waar we mogelijk heen gaan als we nu niet handelen om onze klimaatuitstoot te beperken.”

Dr. Anton Vaks, hoofdauteur van het nieuwe artikel en onderzoekwetenschapper van de Geologische Opzichten van Israël, legde uit: “Na veel zoeken, hadden we het geluk goed bewaarde dateerbare grotafzettingen te vinden in het hart van de huidige Siberische permafrost. We kunnen zien dat deze hedendaagse toendra-regio een warmer klimaat heeft ervaren, met gemiddelde jaarlijkse wereldtemperaturen boven 0°C en met permafrost-vrije omstandigheden. Dit geeft aan dat het grootste deel van de Siberische landmassa en waarschijnlijk vergelijkbare regio’s in het noordelijk halfrond permafrost-vrij waren toen de afzettingen in Taba-Ba’astakh gevormd werden.”

Professor Gideon Henderson van de Universiteit van Oxford, een auteur van de studie, voegde toe: “Grotten kunnen onze tijdmachines zijn. Ze vangen een geschiedenis van het klimaat en het milieu voor miljoenen jaren van de aardgeschiedenis, die we nu nauwkeurig kunnen lezen met behulp van precieze chemische analyses. Op deze manier kunnen we de toekomst voorspellen, waarbij we eerdere omstandigheden als analogie gebruiken om de impact van de warmere wereld waar we naartoe gaan te begrijpen.”

“Deze nieuwe studie biedt waardevolle nieuwe beperkingen op de omvang van de opwarming die nodig is om de permafrost in het noordelijk halfrond volledig te vernietigen en een van de grootste continentale koolstofopslagplaatsen te verwijderen.”