Interactie tussen koolstof- en waterkringloop vaak onderbelicht

Permafrost wordt vaak de ‘slapende reus’ van klimaatverandering genoemd. Bij het ontdooien en uiteenvallen van koolstof dat is opgeslagen in permanent bevroren bodemlagen, kunnen broeikasgassen vrijkomen. De mate waarin dit gebeurt, is al lange tijd onderwerp van discussie. De daadwerkelijke invloed van ontdooiend permafrost op klimaatverandering kon echter wel eens groter of minder groot zijn dan tot nu toe werd gedacht.

Dat stellen onderzoekers Jorien Vonk van de Faculteit Geowetenschappen en Örjan Gustafsson (Universiteit Stockholm, Zweden) in een artikel in het aankomende septembernummer van Nature Geoscience, getiteld ‘Permafrost-carbon complexities’. Dit komt door de interactie tussen de koolstof- en de waterkringloop, een koppeling die in het permafrostonderzoek nog vaak onderbelicht blijkt. Vonk en Gustafsson benadrukken dan ook de noodzaak om mogelijke klimaateffecten van permafrost vanuit een breder perspectief te beschouwen.

Ongeveer de helft van alle in de bodem voorkomende koolstof is opgeslagen in permafrost. Dat is maar liefst twee keer zoveel als de hoeveelheid broeikasgas die zich op het ogenblik in de atmosfeer bevindt. Men schat dat door het dooien van permafrost tussen de 7 en 508 miljard ton koolstof kan vrijkomen. Als al die koolstof wordt omgezet in CO2 zou dat overeenkomen met een toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer tussen de 1 en 60%

Eendimensionale aannames

Het ingezonden artikel in Nature Geoscience wijst erop dat deze schattingen vaak zijn gebaseerd op eendimensionale en simplistische aannames. Men neemt bijvoorbeeld aan dat de koolstof alleen maar vrijkomt uit de bovenste laag permafrost die jaarlijks ontdooit en weer bevriest. Men houdt geen rekening met de koolstof die plotseling kan vrijkomen als gevolg van brand en erosie. Bovendien gaan de meeste berekeningen ervanuit dat de koolstof uit de permafrost binnen enkele honderden jaren volledig wordt omgezet in CO2en methaan en dat die omzetting uitsluitend plaatsvindt op de locatie waar de permafrost ontdooit.

Horizontaal transport van koolstof

Vonk en Gustafsson wijzen erop dat horizontaal transport van koolstof uit ontdooide permafrost via beken, meren, rivieren en kustzeeën, zal resulteren in het vrijkomen van broeikasgas op honderden tot duizenden kilometers afstand van de plek waar de permafrost ontdooit. Anderzijds wordt misschien ook een deel van de ontdooide en gemobiliseerde koolstof uit de permafrost weer opnieuw begraven in meer- en zeebodems. In dat geval zou er minder broeikasgas vrijkomen in de atmosfeer.

Het belang van de koppeling tussen de koolstof- en de watercyclus wordt bevestigd door een recent gepubliceerd artikel door Vonk en Gustafsson (et al.) in PNAS. Hierin werd aangetoond dat riviertransport van oud koolstof uit ontdooide permafrost is toegenomen in heel Eurazië. In dit artikel wijzen ze er ook op dat sommige vormen van permafrost-koolstof, die door rivieren worden getransporteerd richting Noordelijke IJszee, veel vatbaarder zijn voor de conversie naar CO2 dan andere soorten permafrost koolstof.

“Het is zeker dat de opwarming van de aarde het vrijkomen van de koolstof die opgeslagen is in permafrost versnelt. Een beter begrip van de respons van het Noordpoolsysteem is echter hard nodig om de omvang van het versterkende effect op de opwarming van de aarde te kunnen voorspellen” zegt Vonk.