Reeds ontdooide gronden lijken niet opnieuw te bevriezen, waardoor er steeds meer permafrost in het regenachtige Alaska verdwijnt.

Terwijl Siberië recordbrekende hittegolven en bosbranden ervaart, kampt Alaska met het tegenovergestelde probleem: de Amerikaanse staat beleeft de regenachtigste vijf jaar op rij ooit. In een nieuwe studie gepubliceerd in het vakblad Climate and Atmospheric Science leggen onderzoekers uit wat dit betekent voor permafrost (een normaliter permanent bevroren laag aarde) waar ongeveer 85 procent van de Alaskaanse bodem uit bestaat.

Noordpoolgebied
Dat het zo regenachtig in Alaska is heeft alles te maken met klimaatverandering. Extreem weer aan beide kanten van het spectrum – warm en droog versus koel en nat – wordt namelijk aangedreven door een bepaald aspect van klimaatverandering dat ook wel met een duur woord ‘polaire amplificatie’ wordt genoemd. Dit is het verschijnsel waarbij veranderingen in de netto stralingsbalans een groter effect hebben op de gemiddelde temperatuur aan de polen, dan op de gemiddelde temperatuur van de hele planeet. Simpelweg komt dit erop neer dat naarmate de aarde warmer wordt, de temperaturen in het noordpoolgebied sneller stijgen dan het mondiale gemiddelde. Maar hoe komt dat? “Een belangrijke reden hiervoor is dat het zee-ijs in de zomer snel afneemt,” legt onderzoeker Thomas Douglas aan Scientias.nl uit. “Het meerjarige ijs verdwijnt, evenals de jaarlijkse hoeveelheid ijs. Je kunt dit vergelijken met het wegsmelten van ijsblokjes in je limonade op een warme zomerdag. Ook heeft het zee-ijs een hoog albedo: het weerkaatst 50 tot 90 procent van de zonnestraling, terwijl de open oceaan die het zee-ijs vervangt, een veel lager albedo heeft van minder dan tien procent. Bovendien wordt het winterseizoen korter. Hierdoor komt de bodem bloot te liggen en vervangt vegetatie (laag albedo) de sneeuw (hoog albedo).


Wat is albedo?
Hoe lichter het oppervlak, hoe meer zonlicht er weerkaatst wordt. Onderzoekers drukken dat uit in albedo: een perfect zwart oppervlak heeft een albedo van nul procent, terwijl een perfect wit oppervlak een albedo van honderd procent heeft. De albedo van verse sneeuw ligt zo tussen de tachtig en negentig procent, terwijl de albedo van de oceaan (een heel donker oppervlak) onder de twintig procent zit.

Dit fenomeen heeft er dus voor gezorgd dat het in Alaska een stuk natter is geworden. “Een warm poolgebied zorgt er op veel plaatsen voor dat het er natter is,” zegt Douglas. “In ons onderzoek kwamen we erachter dat de zomer bijna drie weken van de winter heeft afgesnoept. Dit betekent dat er dus meer regen dan sneeuw valt.” En dat is behoorlijk verontrustend. Want de regen zorgt ervoor dat er steeds meer permafrost verdwijnt.

Metingen
Het onderzoeksteam voerde gedurende vijf jaar 2750 metingen uit die aan het licht brachten hoe ver onder de grond permafrost aan het einde van de zomer was ontdooit. De onderzoeksperiode omvatte twee zomers waarin de neerslag rond het gemiddelde lag, één zomer die iets droger was dan normaal, de natste en op twee na natste zomer ooit. De verschillen in de jaarlijkse regenval waren duidelijk zichtbaar in de hoeveelheid weggekwijnd permafrost. Meer regen leidde namelijk tot meer dooi op alle onderzochte locaties. Bovendien vroor permafrost niet terug na de natste zomer van 2014, zelfs niet nadat de daaropvolgende zomers juist weer droger waren. Vooral draslanden en aangetaste plekken – bijvoorbeeld oversteekplaatsen en blootgelegde gebieden – vertoonden de meeste dooi. Diepe bodems bedekt met de vegetatiesoort ruwe smele bleken permafrost het beste te beschermen. Toch blijkt uit de bevindingen dat deze gebieden de grootste toename van permafrost-dooi ervoeren, mogelijk doordat water op het vlakke oppervlak kan stromen. Bossen – vooral sparrenbossen bedekt met dikke lagen veenmos – bleken het best bestand tegen permafrost-dooi.


Hoe wetenschappers weten hoe diep in de grond permafrost te vinden is? Nou zo!


De studie laat de wisselwerking zien tussen verschillende soorten landbedekking, de zomerregen en het wegkwijnende permafrost. “Ik ben bang dat reeds ontdooide gronden in de winter niet langer zullen bevriezen,” zegt Douglas. “Dit zal ertoe leiden dat er meer permafrost dooit. En dat betekent dat het landschap gaat veranderen. We zien dit al hier en daar mondjesmaat gebeuren. Maar het zal zich uitwaaieren over het hele landschap. Bovendien neemt het proces naar verwachting alleen maar toe naarmate de aarde verder opwarmt.”

Gevolgen
De gevolgen van het wegkwijnende permafrost is groot. Ongeveer een kwart van het noordelijk halfrond bestaat namelijk uit permafrost, eveneens het grootste deel van Alaska. Naar schatting herbergt het permafrost wereldwijd meer koolstof dan momenteel in de atmosfeer te vinden is. Het wegsmelten van permafrost is dan ook een verontrustend proces. Wanneer permafrost ontdooit, komt er namelijk methaan en koolstofdioxide vrij, waardoor deze broeikasgassen naar de atmosfeer worden getransporteerd en zo een bijdrage leveren aan de opwarming van de aarde. Bovendien heeft het belangrijke consequenties voor de infrastructuur. “Veel is gebouwd in de jaren vijftig tot en met de jaren tachtig en zijn ontworpen voor een bepaalde bodem- en luchttemperatuur,” vertelt Douglas. “Als deze veranderen, kan dat dus consequenties hebben voor de stabiliteit.”

Bevers
Extreem weer is niet de enige boosdoener die permafrost in Alaska laat dooien. Ook ijverige bevers hebben een vinger in de pap. Hoe? Gewapend met hun scherpe tanden bouwen de bevers van struiken en bomen dammen, waardoor er kleine poeltjes ontstaan die uitgroeien tot nieuwe meren die soms wel een paar hectare omvatten. En dat gaat rap. In slechts vijf jaar tijd hebben bevers woonachtig in noordwest-Alaska 56 nieuwe meren gecreëerd. Ook al bestaande meren dijen door toedoen van de bever uit. En dat gaat ten koste van kwetsbaar permafrost. Het water is namelijk warmer dan de omringende grond. En dus kunnen deze meren en vijvers de dooi van permafrost versnellen.

Kunnen we wat doen?
De vraag is natuurlijk of we – naast het terugdringen van onze uitstoot – nog iets kunnen doen om Alaskaanse permafrost voor de ondergang te behoeden. “Er zijn technische methodes om de grond te koelen, maar deze zijn duur en kunnen alleen kleinschalig ingezet worden,” zegt Douglas desgevraagd. “Bovendien werken ze alleen voor gebouwen en wegen en dergelijke. Mijn persoonlijke suggestie is dat iedereen doet wat hij kan om een gezond en gelukkig leven terwijl we tegelijkertijd rekening houden met anderen en onze directe omgeving. Wees respectvol voor eindige hulpbronnen en wees energiebewust.”

De onderzoekers benadrukken het belang van de studie. Want volgens hen draagt het bij aan de groeiende hoeveelheid kennis over hoe extreem weer – variërend van hittegolven tot intense zomerse buien – fundamentele aspecten van arctische ecosystemen verstoort. Deze veranderingen vinden niet geleidelijk gedurende decennia of mensenlevens plaats, maar over een tijdspanne van slechts enkele maanden tot jaren. De onderzoekers zetten hun studie in het regenachtige Alaska voort. “Ik hoop dat we kunnen ontdekken dat een paar koude winters de aangetaste gebieden kunnen herstellen en permafrost terugkomt,” zegt Douglas. Maar op dit moment ziet het er niet naar uit dat het snel stopt met regenen. “Ik was laatst nog in één van onze onderzoeksgebieden en je hebt nu waadpakken nodig om plekken die eerder droog lagen te bereiken,” vertelt Douglas. “Het is er extreem nat. Tot dusver ervaren we dit jaar bijna het dubbele van de neerslag die we normaal gesproken zien.”