Zelfs als het 30 graden Celsius is of er brand uitbreekt, blijft het stukje grond op de helling van een berg in Noord-China bevroren. Hoe kan dat toch?

Misschien vind je het zo gek nog niet, een stukje grond dat altijd bevroren blijft. Dat zien we wel meer toch? Je noemt het permafrost en het ligt onder maar liefst 25 procent van het landoppervlak. Een terechte opmerking. En toch is dit stukje grond in China bijzonder.

Hoog en koud
Permafrost treffen we namelijk voornamelijk aan in heel koude gebieden (hoog in Noord-Amerika of Eurazië bijvoorbeeld). Of op plekken die hoog boven zeeniveau liggen. Het stukje helling in China voldoet aan geen van deze twee vereisten. Zo ligt het slechts 900 meter boven zeeniveau en zo’n 600 kilometer zuidelijker dan het meest zuidelijke stukje permafrost op het Eurazische continent. Gek, hè?

Onderzoek
Dat vonden de Chinezen ook toen ze het stukje bevroren grond in 2011, tijdens een bloedhete zomer ontdekten. De afgelopen jaren hebben wetenschappers het opmerkelijke fenomeen dan ook uitgebreid bestudeerd. Er werden gaten in de helling van de berg geboord, er werden radiogolven op het stukje helling afgevuurd en er werden langdurig (zo’n drie jaar op rij) temperatuurmetingen uitgevoerd.

Opbouw van de helling
Uit het onderzoek blijkt allereerst dat het stukje grond daadwerkelijk altijd bevroren blijft. Zelfs als de temperaturen in het gebied hoger dan 30 graden Celsius oplopen. Maar hoe komt dat nu? De onderzoekers denken er nu werkelijk uit te zijn. Het heeft alles te maken met de opbouw van de heuvel, zo schrijven ze in het blad Scientific Reports. De bovenste laag van de heuvel bestaat uit veengrond. Daaronder zit een laag zand en daarin zit het permafrost. Die laag zand doet eigenlijk dienst als isolatiemateriaal. Als de temperaturen in de herfst beginnen te dalen, dringt koude lucht – dat een grotere dichtheid heeft dan warme lucht – diep door in de ruimtes tussen de zandkorrels. Wanneer de temperaturen weer stijgen, merkt het bevroren stukje grond daar weinig van, omdat er geen warmteuitwisseling plaatsvindt tussen de warmere en lichtere lucht boven in de zandlaag en de koudere, zwaardere lucht beneden. “Het gebrek aan evenwicht tussen warmteverlies in de winter en warmteabsorptie in de zomer resulteert in een netto warmteverlies en dus een verlaging van de temperatuur van de grond,” zo schrijven de onderzoekers.

De opbouw van de berg. Afbeelding: Scientific Reports 6, Article number: 34184 (2016).

De opbouw van de berg. Afbeelding: Scientific Reports 6, Article number: 34184 (2016).

Veengrond
Overigens speelt ook de veengrond die op de zandlaag rust nog een rol. Deze laag krijgt in de zomer de meeste regen te verduren, waardoor deze kort voor de winter heel nat is. En vochtrijke, bevroren veengrond is een veel betere geleider van warmte of kou dan droge en ontdooide veengrond. Dus deze laag geleidt het best in de winter en laat dan de kou binnen, terwijl deze in de zomer minder goed geleid en dus de warmte buiten houdt.

Hoe zal het dit stukje grond in de toekomst vergaan? Nou, heel goed, zo voorspellen de onderzoekers. Zelfs de voor de 21e eeuw voorspelde opwarming van 2,3 tot 4,2 graden Celsius kan deze bevroren grond – die in 2008 ook al een bosbrand meemaakte en daarvan ook niet onder de indruk was – niet laten ontdooien.