22. december: Klimagasser fra tundraen kan accelerere global opvarmning

Selvom der er koldt i Arktis, arbejder mikroberne også der med at nedbryde organisk bundet kulstof fra gamle plantedele i jorden.

På den måde bliver plantedelene til forskellige klimagasser – herunder kuldioxid (CO2) og metan (CH4). Imidlertid kan effekten af mikrobernes arbejde potentielt udvikle sig til en klimabombe ved at skabe en accelererende klimaeffekt.

Forklaringen er, at halvdelen af al verdens organisk bundne kulstof i jorden befinder sig i de nordlige egne med permafrost. Hvis kulstoffet dér bliver omdannet hurtigere til klimagasser, fordi temperaturen i jorden stiger et par grader som følge af den globale opvarmning, og mikroberne derfor arbejder hurtigere, kan det forrykke kulstofbalancen væsentligt og kan i sig selv være med til at accelerere den globale opvarmning yderligere.

(Artiklen fortsætter)

Arktisk Stations røde bygninger på Diskoøen ses fra venstre til højre i billedet, men helt til højre – og markeret med en farvet ring om – står et træskur, som er en del af et forskningsprojekt om kulstofbalancen i Arktis

Den proces – og hvordan den spiller sammen med jorde med permafrost og med klimaet – er noget, der optager Casper T. Christiansen. Han er polarforsker og stationsleder ved Arktisk Station på Diskoøen i Vestgrønland.

Kun 100 meter øst stationen står et af hans egne forskningsprojekter på tundraen. Umiddelbart ser det ikke ud af meget, da Uniavisens journalist går med Casper T. Christiansen ud for at forstå det.

Nogle få, tynde metalrør stikker op af tundraen. Hen over jorden ligger nogle hvide plastikslanger, der er forbundet med metalrørene, og ved siden af står et mindre, rødt træskur, som Arktisk Stations ‘altmuligmand’, Erik Wille, har bygget for ham.

(Artiklen fortsætter under billedet)

Casper T. Christiansen åbner døren til det lille træskur med hans måleapparat i

Laver målinger flere gange hver uge

Efterhånden som han forklarer sit projekt, ændrer billedet af projektets kompleksitet sig imidlertid. Intet er ‘bare lige’, viser det sig.

Skuret indeholder for eksempel et fintfølende og avanceret måleapparat, der er så skrøbeligt, at Casper T. Christiansen og kollegaer har været nødt til at beskytte det både med en metalkasse og ved at sætte kassen ind i skuret. Det har allerede drillet dem en del, men de sidste par måneder har det kørt godt.

(Artiklen fortsætter)

Måleapparatet er her slæbt ud på marken og forbundet via luftslangerne med metalrørene, der er stukket ned i jorden

Måleudstyret registrerer netop tundraens indhold af klimagasserne CO2 og CH4.

Derfor slæber Casper T. Christiansen sammen med Arktisk Stations forvalter Kjeld Mølgaard flere gange om ugen måleapparatet ud af træskuret og sætter det på jorden udenfor, så det bliver muligt at lave en måling af gaskoncentrationer ned gennem jordprofilen.

(Artiklen fortsætter under billedet)

Måleapparatet i metalkassen viser ikke kun de målte værdier af CO2 og CH4, men også indholdet af kulstof-isotopen 13C, der kan være med til at sige noget om, hvilken type af organisk materiale, mikroberne har brugt til at producere CO2’en. Øverste række er målinger af CH4-koncentration fra forskellige jordlag, mens tredje række er målinger af CO2-koncentrationen i samme jordlag.

Det virker umiddelbart som en overskuelig opgave at lave sådan en måling, men der er brugt en del opfindsomhed – baseret på mange erfaringer – for at få sat en række af metalrør ned i tundraen i forskellige jorddybder og for at kunne suge luften, der indeholder drivhusgasserne frigivet af mikrober, ud af dem.

Luften ledes ind i måleapparatet , hvor indholdet af CO2 og CH4 registreres i løbet af en måling. Det siger noget om, hvor meget mikroberne arbejder, og hvilket materiale de ’spiser’. Målingerne på billederne ovenfor fandt sted sidst i oktober.

Opfindsomhed skal der til: Casper T. Christiansen viser, hvordan han har rigget forsøgsopstillingen opfindsomt til med en metalsi for at holde ræven væk og med stumper af nylonstrømpe på slangerne for at holde fygesne ude af dem.

Mikrober knokler videre om vinteren

Ifølge Casper T. Christiansen er det i løbet af de sidste 10 til 15 år for alvor begyndt at gå op for forskerne, at der sker meget mere i Arktis’s tundra under jorden om vinteren, end man generelt havde antaget.

Forskerne har troet, at Arktis’ tundra gik i en slags dvale for vinteren, men det har vist sig ikke at være helt rigtigt. Mikroberne arbejder videre, selvom det sker i et noget langsommere tempo end om sommeren.

Nogle af målingerne tager noget tid at køre igennem, inden al luften fra jordlagene omkring metalrørene er pumpet helt op og er blevet analyseret af måleapparatet. I mellemtiden er det bare at vente.

Forskernes hypotese er, at de dybere jordlag, der er tættere på permafrosten i jorden, har større betydning for produktionen af CO2 om vinteren end de øverste jordlag, der ellers er rigere på organisk materiale. Det skyldes, at de dybere jordlag fryser senere end overfladejorden, og mikroberne længere nede derfor kan forblive mere aktive.

Casper T. Christiansens hovedinteresse ligger altså specifikt i at finde ud af, hvad det betyder for mikrobernes forøgede arbejdstempo og dermed for kulstofbalancen i Arktis, at klimaet allerede er blevet varmere, og han har igennem længere tid specialiseret sig i vinterens processer.

Dertil kommer, at han også betegner sig selv som lidt af en ekspert i, hvordan man får forskellige faggrupper som fx hydrologer, naturgeografer, botanikere og mikrobiologer til at arbejde sammen om opgaven, der breder sig ud over mange forskellige forskningsdiscipliner.

På videoen herunder viser og fortæller Casper T. Christiansen, hvordan en måling af CO2 og CH4 i jordlagene foregår. Desværre er der lidt støj fra vinden på lyden.

Nedenunder er endnu en (sidste) video med en beskrivelse af, hvordan apparatet også registrerer kulstofisotoperne i jordlagenes CO2 og CH4.

Læs mere:

21. december: Polarforskere sover i båse

anfj@adm.ku.dk