Verwarming van 2°C Versterkt Koolstofput in de Arctische Regio, Maar Verzwakt Alpenput, Studie Toont Aan

Permafrost en klimaatverandering: een zorgwekkende balans

Permafrost, de bodem die minstens twee jaar bevroren is en zich onder de koude Arctische en alpine regio’s van het noordelijk halfrond bevindt, bedekt ongeveer 17% van het wereldoppervlak en slaat naar schatting een derde van de wereldwijde organische koolstof in de bodem op.

Met de opwarming van de aarde komt de mogelijke vrijgave van broeikasgassen (BKG’s) uit deze permafrost naar voren, wat leidt tot bezorgdheid over het bereiken van een kantelpunt. Dit kan een onomkeerbare positieve feedbacklus in gang zetten die de opwarming versnelt. Een belangrijke, onbeantwoorde vraag is of deze ecosystemen hun rol als BKG-sink kunnen behouden in een warmer klimaat.

Een studie gepubliceerd in Science Advances, geleid door onderzoekers van het Instituut voor Atmosferische Fysica van de Chinese Academie van Wetenschappen, biedt een kritisch antwoord. Het onderzoek toont aan dat een opwarming van ongeveer 2°C de BKG-sink in Arctische permafrostecosystemen versterkt. Echter, deze winst wordt aanzienlijk gecompenseerd door een verzwakking van de BKG-sink in alpine permafrostgebieden.

Het beoordelen van de netto BKG-respons in permafrost is berucht complex vanwege de sterke ruimtelijke heterogeniteit van deze landschappen. “We hebben gegevens geïntegreerd van 1.090 onafhankelijke locaties met gemeten reacties van koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4) en distikstofoxide (N2O) op experimentele opwarming in de permafrostgebieden van het noordelijk halfrond,” aldus Bao Tao, de eerste auteur van de studie die de gegevenssynthese leidde.

De studie identificeerde belangrijke regionale verschillen die deze balans aandrijven:

• Alpine permafrost: Deze ecosystemen, die zich op grotere hoogte en lagere breedtegraden bevinden, hebben van nature een lage bodemvochtigheid. Opwarming veroorzaakt verdere uitdroging van de bodem, wat de koolstofopname door fotosynthese aanzienlijk verzwakt en de koolstofemissies versnelt.
• Arctische permafrost: Deze ecosystemen, met hun nattere bodems en dichtere vegetatie, ondersteunen een hogere CO2-opname. Opwarming verhoogt het grondwater, wat de CO2-opname verder stimuleert en gedeeltelijk de emissies van koolstofafbraak compenseert. De belangrijkste zorg hier is een aanzienlijke toename van CH4-emissies uit door water verzadigde bodems.

Het onderzoek belichtte ook de vaak over het hoofd geziene rol van distikstofoxide (N2O). Opwarming leidde tot verhoogde N2O-emissies in zowel alpine als Arctische regio’s. Hoewel de absolute hoeveelheid laag is, zorgt het ontdooien van permafrost ervoor dat er meer beschikbaar stikstof in de bodem komt, wat kan leiden tot opmerkelijke stijgingen van N2O-emissies. Gezien het feit dat N2O een opwarmingspotentieel heeft dat ongeveer 273 keer dat van CO2 is over een periode van een eeuw, kunnen zelfs kleine stijgingen een onevenredig grote impact op het klimaat hebben.

“Het beperken van de extra opwarming tot onder de 2°C in permafrostgebieden kan helpen om een wijdverspreide positieve feedback tussen permafrost en klimaat te vermijden,” aldus Xu Xiyan, corresponderend auteur van de studie. “Echter, maatregelen om de opwarming in alpine permafrostecosystemen te verminderen zijn dringend nodig om hun fragiele koolstofsink te behouden.”

Het IPCC heeft permafrost-klimaatfeedbacks benadrukt als een grote onzekerheid in wereldwijde koolstofbudgetten. “We streven ernaar om de patronen en mechanismen van de reacties van broeikasgassen op opwarming in permafrostecosystemen te onthullen, en bieden cruciale gegevens ter verbetering van klimaatprojecties,” aldus Jia Gensuo, co-auteur van de studie.