Permafrost

Permafrost komt het meest voor in poolgebieden en hooggebergten, waar de temperaturen koud genoeg blijven om bevroren lagen jaar na jaar te behouden.

Hoewel het misschien klinkt als een statisch blok ijs, speelt permafrost een vitale rol in het klimaatsysteem van de aarde. Het helpt koolstof op te slaan, vormt hele landschappen en ondersteunt de menselijke infrastructuur in Arctische gebieden. Naarmate de aarde opwarmt, begint deze bevroren grond te ontdooien, met verstrekkende gevolgen die veel verder reiken dan het Noordpoolgebied.

Meer dan alleen bevroren grond

Permafrost kan uit veel verschillende materialen bestaan, afhankelijk van de locatie en de plaatselijke geologie. In de meeste gevallen is het een bevroren mengsel van:

• Minerale grond zoals zand, slib of klei
• Rots en grind, vaak bijeengehouden door ijs
• Organisch materiaal, waaronder oude wortels, bladeren en turf
• IJs, dat de poriën en ruimten tussen bodemdeeltjes vult of vaste lagen vormt

In sommige regio's kan ijs meer dan de helft van het permafrostvolume uitmaken. Deze zones met een hoog ijsgehalte zijn bijzonder kwetsbaar voor dooi, omdat smeltend ijs leidt tot instorting van de grond en vervorming van het oppervlak.

Boven de permafrost ligt de actieve laag, die bevriest en dooit met de seizoenen. De diepte van deze laag kan sterk variëren - van ongeveer 20 centimeter in koudere gebieden tot meer dan 3 meter in warmere permafrostgebieden. Deze laag ondersteunt de toendravegetatie en vormt het enige oppervlak waar wortels, dieren en microben actief zijn tijdens de zomermaanden.

Arctische gebieden en gebieden op grote hoogte

Permafrost is niet gelijkmatig over de wereld verspreid. Het is vooral geconcentreerd op het noordelijk halfrond, waar het ruwweg twintig tot vijfentwintig procent van het landoppervlak bedekt. De belangrijkste locaties zijn:

• Siberië en het Russische Noordpoolgebied, waar zich enkele van de diepste en oudste permafrostlagen bevinden
• Noord-Canada en Alaska, waar gemeenschappen en infrastructuur afhankelijk zijn van stabiele bevroren grond
• Groenland, vooral langs de kustlijnen en ijsvrije valleien in het binnenland
• Berggebieden, waaronder het Tibetaanse Plateau, de Alpen, de Andes en delen van de Rocky Mountains
• Onderwatergebieden, vooral langs Arctische kustlijnen, waar permafrost zich onder de zeebodem kan uitstrekken en bevroren blijft onder sedimenten.

Permafrostzones worden gecategoriseerd als continu, discontinu of sporadisch, afhankelijk van hoe constant de grond bevroren is in een bepaald gebied. In continue zones komt permafrost bijna overal onder het oppervlak voor. In discontinue zones wisselen stukken bevroren en onbevroren grond elkaar af.

Hoe stijgende temperaturen de permafrost beïnvloeden

Nu de gemiddelde temperatuur wereldwijd stijgt, begint de permafrost dieper en sneller te dooien dan in het verleden. Zelfs kleine temperatuurstijgingen kunnen grote gevolgen hebben, vooral in gebieden met veel grondijs.

Dooiende permafrost destabiliseert landschappen, verandert waterafvoerpatronen en transformeert ecosystemen. Bossen die op permafrost groeien kunnen gaan leunen of omvallen als de grond zacht en ongelijk wordt - een fenomeen dat bekend staat als dronken bossen. In laaglandtoendra kan de dooi wetlands of thermokarstmeren creëren doordat het grondijs smelt en het land zinkt.

Erger nog, door de dooi komen kooldioxide en methaan vrij, krachtige broeikasgassen die al duizenden jaren vastzitten in bevroren organisch materiaal. Microben beginnen dit materiaal af te breken zodra het ontdooit, waardoor permafrost een nieuwe bron van uitstoot wordt. Wetenschappers schatten dat permafrost bijna twee keer de hoeveelheid koolstof bevat die momenteel in de atmosfeer zit, wat betekent dat de dooi ervan de opwarming van de aarde aanzienlijk zou kunnen versnellen.

Risico's in verband met permafrostdooi

Het ontdooien van de permafrost brengt een groot aantal risico's met zich mee - niet alleen voor de gemeenschappen in het Noordpoolgebied, maar voor de hele planeet. Enkele van de ernstigste risico's zijn:

Terugkoppelingen in het klimaat

Dooiende permafrost draagt bij aan een klimaatfeedback-loop, waarbij opwarming uitstoot veroorzaakt, die weer voor meer opwarming zorgt. Deze terugkoppeling is al zichtbaar in noordelijke gebieden waar permafrost sneller afbreekt dan voorspeld.

Instabiliteit van de infrastructuur

Veel gebouwen, wegen, vliegvelden, pijpleidingen en andere infrastructuur in koude gebieden zijn gebouwd in de veronderstelling dat de grond permanent bevroren zou blijven. Naarmate permafrost zachter wordt en zakt, wordt deze infrastructuur instabiel, wat leidt tot dure reparaties en technische uitdagingen.

Kusterosie

In Arctische kustgebieden zorgt de dooi van de permafrost in combinatie met de stijgende zeespiegel en de toegenomen golfslag voor een snelle terugtrekking van de kustlijn. In sommige gemeenschappen dwingt erosie tot verhuizing en het verplaatsen van oude nederzettingen.

Volksgezondheid

Dooiende grond kan oeroud biologisch materiaal blootleggen, waaronder virussen, bacteriën en ziekteverwekkers die in bevroren lagen hebben gesluimerd. Het kan ook lang begraven industrieel afval, verlaten militaire locaties of verkeerd opgeslagen chemicaliën en brandstoftanks verstoren.

Waarom permafrost voor iedereen belangrijk is

Permafrost lijkt misschien een bevroren overblijfsel van het hoge noorden, maar de stabiliteit ervan heeft invloed op de hele planeet. Als de grond ontdooit, komt er koolstof vrij, veranderen landschappen, wordt de infrastructuur bedreigd en veranderen lokale ecosystemen - allemaal met wereldwijde gevolgen.

Wetenschappers over de hele wereld bestuderen permafrost nauwgezet om de rol ervan in het klimaatsysteem te begrijpen en om zich voor te bereiden op de veranderingen die al aan de gang zijn. Of je nu dichtbij of ver van de Noordpool woont, het ontdooien van de bevroren grond is een van de duidelijkste signalen van een opwarmende planeet - en een van de dringendste om in de gaten te houden.