När den senaste istiden tog slut och klimatet blev varmare steg koldioxidhalterna i atmosfären – något som tidigare kopplats till förändringar i haven. Men en ny studie från Göteborgs universitet visar att en oväntat stor del av utsläppen kan ha kommit från marken, när tinande permafrost släppte ifrån sig lagrat kol.
Koldioxidnivåerna i atmosfären har historiskt varierat i takt med jordens klimat. Under istider sjönk koldioxidhalterna för att sedan stiga under varmare mellanistider.
Tidigare har forskare trott att hav som värms upp inte kan lagra lika mycket kol, och därför släpper ut det i atmosfären. Men nu visar forskning från Göteborgs universitet att tinande permafrost kan ha spelat en betydande roll för utsläppen.
– Vi har kommit fram till att marker norr om vändkretsen, 23,5 grader norr, avgav mycket kol när medeltemperaturen steg på norra halvklotet efter vår senast istid. Vi bedömer att det kolutbytet kan ha stått för nästan hälften av den stigande halten koldioxid i atmosfären, säger Amelie Lindgren, forskare i ekosystemvetenskap vid Göteborgs universitet, i ett pressmeddelande.
Kolet frös in i marken
Forskare tror att stora mängder kol lagrades under istiden när växter frös fast i marken, där vindburet stendamm landade ovanpå. Sådana lager bildas under istider och kan bli tiotals meter tjocka. De finns över stora delar av Europa, Asien och Nordamerika.
För att materialet ska frysa in krävs permafrost. I mark med permafrost finns ofta mer organiskt kol än i icke-frusen mark eftersom kylan gör att nedbrytningen bromsas.
Analys av pollen
Genom att kombinera analyser av pollen från de senaste 21 000 åren med klimatdata från modeller, har forskarna kunnat uppskatta vilka vegetationstyper som fanns på olika platser genom historien.
– Vi har valt att göra ett nedslag vart tusende år. När vi vet vilken vegetationstyp som rådde kan vi uppskatta hur mycket kol som lagrats in i marken. På vis kan vi göra en modell på hur kolutbytet mellan mark och atmosfär sett ut sedan den senaste istiden, säger Amelie Lindgren.
För omkring 21 000 år sedan nådde inlandsisen sin största utbredning på norra halvklotet. Hela Skandinavien och dagens Kanada låg under is, och permafrost täckte stora delar av Sibirien, Kina och delar av mellersta Europa.
Under perioden 17 000–11 000 år sedan blev det varmare. När klimatet blev varmare tinade permafrosten – vilket ledde till ökade utsläpp av koldioxid från marken till atmosfären.
Naturlig variation
Tidigare analyser av isborrkärnor visar att halten koldioxid i atmosfären steg enligt följande:
- 180 ppm (miljondelar) koldioxid för 21 000 år sedan, när istiden var som mest utbredd.
- 270 ppm koldioxid för 11 000 år sedan, vid vanlig mellanistid.
Enligt forskarna är detta en naturlig variation mellan istid och mellanistid. Men trots allt mindre inlandsis och fortsatt upptining av nya områden med permafrost steg ändå inte koldioxidhalten så mycket mer efter det.
– Vi ser att torvbildningen i myrar lagrade in stora mängder kol under Holocen*. Över tid har upptaget i myrar faktiskt kompenserat för utsläppen som skedde från permafrosten, säger Amelie Lindgren.
Kolcykeln satt ur spel
Men de senaste 250 åren har människan satt den naturliga kolcykeln ur spel genom att förbränna stora mängder fossilt inlagrat kol, främst kol och olja. Sedan den industriella revolutionen på 1800-talet har koldioxidhalten i atmosfären ökat från 280 ppm till dagens 420 ppm.
– Det är ett extremt höga halter av koldioxid i atmosfären just nu, och permafrosten tinar med ökande temperaturer. Det som hjälpte oss förra gången permafrosten minskade var en ökad inlagring i myrar och att nya landytor blev tillgängliga när inlandsisarna drog sig tillbaka, säger Amelie Lindgren.
– I framtiden kommer vi ha mindre land i och med havshöjningen, och det är svårt att se var vi ska lagra in det kol som kommer släppas ut, fortsätter hon.
* Holocen är den nu pågående geologiska epoken vilken inleddes för cirka 11 700 år sedan, efter den senaste istiden.
Vetenskaplig artikel:
Massive losses and gains of northern land carbon stocks since the Last Glacial Maximum, Science Advances.
