Permafrost: Den frosne jord i Arktis tør
Den permanent frosne jord er begyndt at tø i nogle områder af Arktis. Optøningen betyder, at drivhusgasserne CO2 (kuldioxid) og CH4 (metan) slipper ud fra undergrunden. Det medfører også, at undergrunden bliver blød, så huse, veje, lufthavne og rørledninger i jorden mister deres stabile underlag.
Permafrost er områder med frossen jord
Nogle steder i verden er det så koldt, at jorden altid er frossen. Man kalder det permafrost, når temperaturen i undergrunden og jorden ikke kommer over 0°C i perioder på mere end 2 år.
Der er permafrost i de fleste arktiske områder. Det gælder bl.a. Grønland, Canada, Alaska, Rusland og Norge. Permafrostområder dækker 55 mio. km2, og det svarer til 25% af landarealerne på den nordlige halvkugle.
Kortet viser, hvor der er permafrost på den nordlige halvkugle.
Kilde: Nunataryuk: Permafrost coast maps, GRID-Arendal / Nunataryuk, 2020. Bearbejdet. grida.no/resources/
Permafrosten bliver mindre udbredt – aktivlaget bliver dybere
Det øverste lag af jorden i et område med permafrost kaldes aktivlaget. Aktivlagets overflade er i direkte kontakt med luften og bliver derfor påvirket af luftens temperatur. Det gør, at temperaturen i dette lag svinger hen over året, og at temperaturen godt kan komme over 0°C i løbet af sommeren.
Billedet viser lagene i et permafrostområde. Øverst er det aktive lag, hvor der vokser planter, fordi temperaturen en del af året er over 0°C.
Under det aktive lag ses permafrostlaget, hvor biologiske processer foregår meget langsomt, fordi temperaturen er under 0°C. Når temperaturen bliver meget lav i jorden, trækker jordvandet sig sammen og danner sprækker i jorden.
Når aktivlaget tør om sommeren, løber der smeltevand og fx sand ned i sprækkerne, så jordstrukturen bliver anderledes her end i den omkringliggende jordbund. Vandet fra aktivlagets sprækker fortsætter videre ned i permafrostlaget, hvor vandet fryser til is.
På den måde dannes der is-kiler helt ned i permafrostlaget.
Foto: Benjamin Jones, USGS. Public domain (bearbejdet).
I flere områder er aktivlaget blevet dybere i de senere år. Der bliver altså længere ned til den permanent frosne undergrund. Det kan man se på kurven nedenfor.
Temperaturkurve Illulissat
Temperaturkurve Sisimiut
Temperaturkurve Kangerlussuaq
Permafrost-data: Her kan du se permafrost- data fra de tre grønlandske byer Ilulissat, Sisimiut og Kangerlussuaq.
Kurverne viser det, man kalder en temperatur-profil gennem de øverste meter af jorden.
Bemærk at x- og y-akserne er forskellige på de tre figurer.
Øverst er aktivlaget, hvor temperaturen kan komme over 0°C i løbet af sommeren.
Under aktivlaget ligger permafrostlaget, som altid er under 0°C.
Når temperaturen stiger, og aktivlaget bliver dybere, tør noget af permafrosten.
Man kalder kurverne for ”trompetkurver”, fordi de ligner trompeter.
Prøv at skifte mellem fanerne og se forskellene på de tre byer. Du kan sammenholde data med nærhed til kysten og placering i forhold til nord, syd, øs og vest.
Kortet viser, hvor i Grønland de tre byer, Ilulissat, Sisimiut og Kangerlussuaq ligger.
Permafrostdata for byerne Ilulissat, Sisimiut og Kangerlussuaq.
Små ændringer i permafrosten kan have dramatiske følger
I gennemsnit er permafrosten på verdensplan blevet 0,3 °C varmere siden 2010, og i Sibirien er jordens temperatur steget med 0,9 °C fra 2007 til 2016. (Kilde: DTU Byg).
Det kan måske lyde helt ufarligt, hvis temperaturen stiger fra minus 2°C til minus 1,7°C. Men disse små ændringer er tegn på en udvikling, der kan være meget vanskelig at vende. For selve permafrost-systemet er et system, der reagerer meget langsomt.
Hvis permafrosten tør, så har det store konsekvenser i landområder. Jorden bliver mere ustabil og mættet med vand, og huse, veje, lufthavne og rørledninger kan fx miste deres faste og stabile underlag.
Langs kyster betyder den optøende permafrost, at der sker en øget erosion. Havets bølger kan lettere æde sig ind på kysten, fordi jorden ikke længere er frossen og hård. Også dyr kan have svært ved at bevæge sig hen over landområder og finde bytte.
Foto: Victor, Adobe Stock
Nordroden, Adobe Stock
Foto: Stuedal, Adobe Stock
Der slipper CO2 (kuldioxid) og CH4 (metan) ud
I permafrosten er der bundet enorme mængder af kulstof, fordi de naturlige nedbrydningsprocesser ikke kan fungere i den frosne jord. Kulstoffet findes bundet i ikke-omsat organisk materiale. Jordens områder med permafrost indeholder 1.700 Gt (gigatons) kulstof, som er ophobet i organisk materiale over tusinder af år.
Når permafrosten tør – og jorden derfor ikke længere er frossen – kan mikroorganismer begynde at omsætte og nedbryde det organiske materiale, og store dele af tidligere ikke-omsat kulstof frigives til atmosfæren i form af CO2 (kuldioxid) og CH4 (metan).
Mikroorganismer findes overalt i miljøet, og derfor spiller de også en helt central rolle i forhold til klima og klimaforandringer.
ORDLISTE
Gt står for gigaton. 1 gigaton er 1.000.000.000 ton.
En køkkenmødding er en affaldsbunke, fra en forhistorisk boplads ved kysten. Køkkenmøddingen består af rester fra måltider som fx skaller af østers og muslinger – og rester fra fremstilling af tekstiler og trækul fra bålpladser.
En nedbrydningsproces er en proces, hvor dødt organisk materiale bliver nedbrudt af mikroorganismer. Det sker i jorden og i laget af visne blade og dødt materiale oven på jorden.
Mikroorganismer er et samlet ord for små organismer, som ofte er encellede, og som derfor kun kan ses i en stærk lup eller et mikroskop.
Dødt organisk materiale bliver især nedbrudt af mikroorganismer som svampe og bakterier. De kan spalte organiske molekyler, som døde planter og dyr består af. De kaldes primærnedbrydere.
Organisk materiale er dannet af levende organismer som planter, alger og dyr. Organisk materiale består bl.a. af kulstofforbindelser.
Illustrationen viser et tværsnit af jord med permafrost. Øverst er aktivlaget, hvor temperaturen svinger og kan komme over 0°C. Under aktivlaget er permafrostlaget, hvor temperaturen er under 0°C hele året. I permafrostlaget findes ikke-omsat kulstof i organisk materiale fra døde dyr og planter. Under permafrostlaget er et jordlag som ikke er frosset. Her er der bundet CH4 (metan) og CO2 (kuldioxid), som ikke kan komme ud, fordi permafrostlaget spærrer.
Kulstof, som er lagret i jord og permafrost
I den terrænnære jord er der bundet næsten dobbelt så meget kulstof som det, der findes i atmosfæren og i dyr og planter tilsammen.
Der er bundet op mod 2400 Gt kulstof i dødt organisk materiale i de øverste jordlag. Heraf er cirka 1700 Gt kulstof bundet i permafrosten.
Ud over det kulstof, der er bundet i jorden, er der også bundet omkring 560 Gt i dyr og planter. Og i maj 2022 var indholdet af kulstof i atmosfæren omkring 900 Gt.
Når permafrosten tør, begynder mikroorganismer at omsætte det døde organiske materiale, og i denne omsætning produceres både CO2 (kuldioxid) og CH4 (metan), som slipper ud i atmosfæren. Der er også bundet kulstof i undergrunden under permafrostlaget. Her er der omkring 10.000 Gt. Noget af dette kulstof kan slippe ud i form af CO2, fordi der opstår sprækker i jorden, når permafrosten tør.
Derudover findes der store mængder kulstof bundet i havet og i havbundens permafrostområder. Her er der omkring 44.000 Gt. Det kalder man den submarine permafrost, og den er i øjeblikket stabil. Det kan vi dog ikke være sikre på, at den bliver ved med at være.
Kulstof-lagre i gigaton kulstof, som er bundet forskellige steder på Jorden
Fortidsminder forsvinder
Flere steder i Grønland, har man fået travlt med at grave forhistoriske bopladser op af jorden. For hvis permafrosten tør, risikerer man, at disse fortidsminder fra tidligere inuit-kulturer rådner og går tabt. Det samme problem opstår andre steder i verden, hvor permafrosten tør.
I Vestgrønland findes en række meget gamle køkkenmøddinger, som er op til 4.500 år gamle. De ligger spredt langs vestkysten fra Diskobugten op til Upernavik.
Disse møddinger gemmer bl.a. på rester af skind, knogler, affald og andre former for spor af fortidige beboelser. Ud fra disse rester kan man få et mere nuanceret indblik i fortiden og de inuitter og grønlændere, der engang boede omkring møddingerne.
I dag er møddingerne og deres organiske fortidsminder beskyttet af permafrost. Men når permafrosten tør, bliver der tilført ilt, og det organiske materiale vil blive nedbrudt af mikroorganismer og gå tabt.
Foto og årstal: Ukendt
ORDLISTE
Inuit er en fællesbetegnelse for en flere forskellige folkeslag i Arktis, der nedstammer fra det, der hedder Thule-kulturen. Thule-folket er forfædre til nutidens grønlændere og kom til landet fra Alaska omkring år 1200.