NGV-Geonieuws 161

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Juni 2009, jaargang 11 nr. 6

Redactie: dr. W.M.L.(Willem) Schuurman

1019 Gevaar door dooiende permafrost
Auteur: drs. AdiŽl Klompmaker

Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Vandaag is een groot deel bodems in het Noordpoolgebied bevroren. Maar voor hoe lang nog? Veel wetenschappers verwachten dat het klimaat verder zal opwarmen in de komende eeuw. Hierdoor smelt de permafrost. De enorme hoeveelheid opgeslagen koolstof oxideert en komt in de atmosfeer terecht, voornamelijk als het broeikasgas koolstofdioxide (CO2). Aan de andere kant wordt er extra koolstof opgenomen door de planten die op de ontdooide bodem groeien. Wie wint? Volgens Edward Schuur (Universiteit van Florida) en collegaís verdwijnt er mee koolstof in de lucht. Een eventuele verdere opwarming heeft dus een zelfversterkend effect, want de koolstofdioxide warmt de aarde verder op. Een vicieuze cirkel.



De verspreiding van permafrost op het noordelijk halfrond. Het rood is permanente
permafrost, terwijl de lichtere kleuren permafrost tijdens een gedeelte van het jaar aangeven.
De gletsjers en de ijskap op Groenland zijn roze.

Koolstof
Er zit ongeveer tweemaal zoveel koolstof opgeslagen in de bodem als er nu in de atmosfeer zit. Als al deze koolstof tot CO2 omgezet wordt, dan stijgt de CO2 concentratie tot rond de 1150 ppmv. De koolstof zit opgeslagen in de uitgestrekte permafrostgebieden in Alaska, Canada, Europa en SiberiŽ. Het totale oppervlak komt op zoín 13 miljoen km2.

Als dit gebied onder de invloed van een warmer klimaat komt, ontsnapt er ongeveer 1 gigaton CO2 per jaar naar de atmosfeer. Dat is niet zoveel vergeleken met de 8,5 gigaton die per jaar in de lucht verdwijnt door de verbranding van fossiele brandstoffen. Edward Schuur meldt hierover dat deze uitstoot theoretisch gezien aan banden gelegd kan worden. Theoretisch. Het koelen van de permafrostgebieden zelf is geen uiteraard geen optie.


Wetenschappers boren hier in de permafrost van Alaska.
Bron: Creative Commons

Test de bodem
Voor het onderzoek gingen Schuur en collegaís naar Alaska. Daar testten ze bodems die niet tot nauwelijks waren opgewarmd sinds 1990, permafrost bodems die decennialange opwarming ondervonden hadden en bodems daartussenin (15 jaar opwarming). Gedurende twee jaar (2004-2006) maten ze de opslag en uitstoot van CO2.

De netto opname of uitstoot verschilt per seizoen. Vooral in de zomer wordt koolstof opgenomen door de bodem door plantengroei. In de herfst, winter en lente is er juist een nettoverlies. Maar wat gebeurt er op jaarlijkse basis?

De bodems met een middelmatige opwarming hadden 40% meer verlies van CO2 dan de stabiele bodems op jaarlijkse basis. Daartegenover staat dat de bodems met een middelmatige opwarming juist meer koolstof opnamen door plantengroei. Netto namen deze bodems dus koolstof op. De permafrostbodems die al decennialang opwarmen, hadden 78% meer koolstofverlies dan de stabiele bodems. Ook hier groeiden planten, maar ze konden het verloren koolstof niet compenseren. Bij langdurig opwarmen van de permafrost verdwijnt er dus koolstof naar de atmosfeer.


Polygonen zijn vaak te zien in een permafrostbodem.
Bron: USGS

Methaan
Met het smelten van de permafrost komt er ook methaan (CH4) vrij. Dit broeikasgas is 20-25 maal sterker dan CO2. Methaan komt vooral vrij als de planten onder water ontdooien en oxideren. Dit gebeurt bijvoorbeeld in SiberiŽ, waar veel meren zich vormen met de opwarming aan het einde van de 20e eeuw. De methaanconcentratie is flink gestegen vanaf 1750. Toen was het zoín 700 ppbv (deeltjes per miljard), terwijl de concentratie nu naar de 2000 ppbv loopt. Dit is veel lager dan de 385 ppmv (deeltjes per miljoen) CO2 in de atmosfeer. Omdat het zoín sterk broeikasgas is, zal ook dit gas goed in de gaten gehouden worden. Onderzoekers zijn bezig in de poolgebieden.

Verzakkingen
Voor de bebouwing op de permafrostgebieden is de smelt een ramp. Wanneer het ijs in de grond smelt, wordt de grond instabiel. Water neemt minder volume in dan ijs ťn is in staat zich te verplaatsen naar lagergelegen gebieden. Hierdoor treden regelmatig verzakkingen van gebouwen op. Gebruik daarom houten palen of laat uw huis in een bak grind bouwen van 1,5 meter diep. De portemonnee zal hiervoor flink getrokken moeten worden.

Het is wel duidelijk dat het smelten van de permafrostgebieden veel gevaarlijke neveneffecten heeft. Gaat de opwarming door na tien jaar een pauze te hebben gehouden en smelten de permafrostgebieden verder?

Referenties:
  • Schuur et al., 2009. The effect of permafrost thaw on old carbon release and net carbon exchange from tundra. Nature 459: 556-559.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl