Ikiroudan tulevaisuus maapallolla

Neljässä uudessa tutkimuksessa on arvioitu maapallon ikiroutaan ja sen tulevaisuuteen liittyviä aiheita. Päällimmäisenä tuloksena näistä tutkimuksista on se, että ikiroudan sulamisen määrä sekä sulavasta ikiroudasta vapautuvan hiilen määrä ja sen vaikutus ilmastoon ovat hyvin epävarmoja.

Maaperä, jonka lämpötila on alle jäätymispisteen (eli nollan celsiusasteen) kahden vuoden ajan tai pitempään, katsotaan olevan ikiroudassa. Pohjoisella pallonpuoliskolla ikiroudan vallassa on noin neljännes maa-alueiden pinta-alasta. Ilmaston lämmetessä myös ikiroudan vallassa olevan maaperän on mitattu lämmenneen tyypillisesti noin 0,5-2 celsiusastetta paikasta riippuen. Lisäksi ikiroudan ylimmän kerroksen (eli aktiivikerroksen), joka sulaa joka kesä, on havaittu syventyneen.

Tulevaisuudessa pohjoisten korkeiden leveysasteiden alueiden odotetaan lämpenevän voimakkaasti, mikä sulattaa ikiroutaa lisää. Uudessa tutkimuksessa (Koven ja muut) on arvioitu ilmastomallien ennusteita ikiroudan sulamisesta. Eri mallien ennusteet näyttävät poikkeavan toisistaan melko paljon, mikä usein liittyy eroihin maaperän lämpötilan kehityksessä mallien simulaatioissa. Vähäisten kasvihuonekaasupäästojen skenaariossa (RCP2.6) mallisimulaatiot ennustavat 2-66 prosenttia ikiroudasta sulavan ilmaston lämmetessä. Keskipäästöisessä skenaariossa (RCP4.5) ikiroutaa sulaisi 15-87 prosenttia ja suuripäästöisen skenaarion (RCP8.5) tapauksessa 30-99 prosenttia. Keskivertoskenaarion tapauksessa mallit ennustavat noin 1,6 miljoonan neliökilometrin (tai 6-29 prosentin) ikiroutahävikkiä ilmaston lämmetessä yhden celsiusasteen verran.

Suuri osa ikiroudan vallassa olevan maaperän hiilivarannoista on pysyvästi jäässä eikä ole mukana nykyisessä hiilen kierrossa maapallolla. Ikiroudan sulaessa osa tästä hiilivarannosta saattaa vapautua ilmakehään. Ikiroudasta vapautuvan hiilen määrä on vielä hyvin epävarmaa. Arviot vapautuvasta hiilen määrästä ovat kaksinkertaistuneet viimeaikaisissa tutkimuksissa. On myös epävarmaa, kuinka paljon ikiroudasta vapautuvasta hiilestä pääsee ilmakehään.

Uudessa tutkimuksessa (van Huissteden ja Dolman) luodaan katsaus ikiroudasta vapautuvan hiilen määrän arvioihin. Tutkimuksen tuloksien perusteella vapautuvan hiilen määrää ei vielä tunneta tarpeeksi hyvin. Erityisesti lisätutkimusta kaivataan suurimman vapautumisuhan alla olevasta hiilimäärästä. Nykyisten ilmastomallien kyky kuvata nopeasti sulavasta jäärikkaasta ikiroudasta vapautuvaa hiiltä näyttää olevan puutteellinen. Toisessa uudessa tutkimuksessa (Hicks Pries ja muut) on tehty koemittauksia ikirouta-alueelta vapautuvasta hiilestä ja arvioitu sen perusteella tulevaa kehitystä. Tutkimuksessa havaittiin maaperästä pääsevän enemmän kasvihuonekaasuja ikiroudan sulamisen ulottuessa syvemmälle. Tutkimuksen tuloksien perusteella näyttää siltä, että ilmaston lämpeneminen vapauttaa enemmän kasihuonekaasuja maaperästä, mutta lisääntyvä kasvillisuus tasapainottaa tätä kehitystä aluksi. Lopulta kuitenkin näyttää käyvän niin, että maaperästä vapautuvien kasvihuonekaasujen vaikutus voittaa ja tuloksena on ilmaston lämpenemisen voimistuminen.

Sulavasta ikiroudasta ilmakehään vapautuva hiili voimistaa ilmaston lämpenemistä, koska vapautuva hiili esiintyy ilmakehässä kasvihuonekaasuna (esimerkiksi metaanina). Uudessa tutkimuksessa (Burke ja muut) on arvioitu paljonko maapallon maa-alueiden ikiroudasta vapautuva hiili vaikuttaa maapallon ilmastoon. Tutkimuksessa arvioidaan ilmastomallin avulla, että korkeiden päästöjen skenaarion tapauksessa ikiroudasta ilmakehään vapautuva hiili lämmittäisi maapalloa 0,08-0,36 celsiusastetta vuoteen 2100 mennessä. Vähäpäästöisessä skenaariossa ikiroudasta vapautuvan hiilen lämmitysvaikutus olisi 0,02-0,11 celsiusastetta.

Päästöskenaarioiden epävarmuus aiheuttaa noin puolet tuloksena olevan lämpenemisen epävarmuushaarukasta. Jäljellä olevasta epävarmuudesta noin puolet aiheutuu maaperän hiilen jakaumasta ja erityisesti siitä, miten syvällä maaperässä hiilivaranto sijaitsee. Lisäepävarmuuksia aiheutuu maaperän hiilen laadusta ja hajoamisprosesseista. Epävarmuuksia voidaan pienentää havaintotutkimuksilla skenaarioepävarmuuksia lukuunottamatta.

Lähteet:

Charles D. Koven, William J. Riley, and Alex Stern, Analysis of permafrost thermal dynamics and response to climate change in the CMIP5 Earth System Models, Journal of Climate 2012, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00228.1. [tiivistelmä]

J van Huissteden, AJ Dolman, Soil carbon in the Arctic and the permafrost carbon feedback, Current Opinion in Environmental Sustainability, http://dx.doi.org/10.1016/j.cosust.2012.09.008. [tiivistelmä]

Burke, E. J., Hartley, I. P., and Jones, C. D.: Uncertainties in the global temperature change caused by carbon release from permafrost thawing, The Cryosphere, 6, 1063-1076, doi:10.5194/tc-6-1063-2012, 2012. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Caitlin E. Hicks Pries, E.A.G. Schuur, K. Grace Crummer, Thawing permafrost increases old soil and autotrophic respiration in tundra: Partitioning ecosystem respiration using δ13C and ∆14C, Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.12058. [tiivistelmä]

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: