Onder het ijs van Alaska ligt op 15 meter diepte een wereld die al tienduizenden jaren intact is gebleven. In die bevroren ondergrond, permafrost genoemd, heeft een team van wetenschappers oude microben geïdentificeerd die nog steeds leven, ook al zijn ze al tientallen millennia inactief. Toen ze eenmaal naar het laboratorium waren teruggebracht, ‘ontwaakten’ deze micro-organismen en begonnen ze koolstofdioxide (CO₂) vrij te geven, wat zorgen deed rijzen over de mogelijke versnelling van de opwarming van de aarde.
De ontdekking kwam van onderzoekers van de Universiteit van Colorado in Boulder, die werkten in de Permafrost Tunnel Research Facility, nabij Fairbanks, Alaska. De structuur, die meer dan 100 meter lang is, stelt ons in staat de diepe lagen bevroren grond te bestuderen en bewaart sedimenten die dateren uit het late Pleistoceen, een tijdperk dat varieert van 11.700 tot 129.000 jaar geleden.
Volgens wat het onderzoeksteam rapporteerde, is het eerste wat je opvalt bij het betreden van de tunnel een scherpe geur, beschreven als vergelijkbaar met die van een vochtige kelder die te lang gesloten is geweest. De wetenschappers legden uit dat die geur verband zou houden met de aanwezigheid van rottend organisch materiaal, een teken dat er nog steeds microbieel leven in het ijs aanwezig is.
De microben activeerden na maanden in het laboratorium: ze lieten CO₂ vrij
Tijdens het experiment verzamelden de onderzoekers zeer oude permafrostmonsters, in sommige gevallen ongeveer 40.000 jaar oud. In het laboratorium werden die monsters ondergedompeld in water dat deuterium bevatte, een zwaardere vorm van waterstof. Het doel was om de dooiomstandigheden in de zomer te simuleren, die nu steeds meer de diepe lagen van de Arctische bodem bereiken.
De monsters werden bewaard bij temperaturen tussen 4 en 12°C, wat overeenkomt met wat er in toekomstige zomers in de permafrost zou kunnen gebeuren. De onderzoekers volgden de biologische activiteit in de loop van de tijd, op zoek naar tekenen van actief metabolisme.
In de eerste maanden werd een langzaam ontwaken van de microben waargenomen, met een extreem lage groeisnelheid: ze reproduceerden zich met een snelheid van slechts één nieuwe cel per 100.000 per dag. Maar na zes maanden veranderde de situatie. Sommige kolonies werden actiever en begonnen organisch materiaal in de bodem af te breken en koolstofdioxide te produceren als bijproduct van de stofwisseling.
De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift JGR Biogeosciences en vertegenwoordigen een nieuwe stap in het begrijpen van de effecten van de opwarming van de aarde op de Noordpoolgebieden.
Door het smelten van de permafrost kunnen enorme hoeveelheden koolstof en slapende microben vrijkomen
Sebastian Kopf, hoogleraar geologische wetenschappen en co-auteur van het onderzoek, legde de gevolgen van deze ontdekking uit. Volgens wat werd gezegd, smelt de permafrost tegenwoordig in steeds sneller tempo, en deze trend zou een mechanisme in gang kunnen zetten dat moeilijk te stoppen is.
Wetenschappers geloven dat als het ijs smelt, de microben die nog in de bodem aanwezig zijn, kunnen reactiveren en organisch materiaal kunnen gaan afbreken dat al duizenden jaren bewaard is gebleven. Bij deze ontbinding komen gassen vrij zoals CO₂ en methaan, twee van de krachtigste broeikasgassen die we kennen.
Kopf benadrukte dat dit een van de grote onbekenden van de klimaatverandering is. Het is nog niet duidelijk hoeveel koolstof daadwerkelijk wordt opgeslagen in permafrost, en ook niet hoe snel deze in de atmosfeer zal vrijkomen als microben blijven activeren naarmate de temperatuur stijgt. De door wetenschappers meest gevreesde mogelijkheid is dat er een vicieuze cirkel ontstaat: de opwarming van de aarde doet het ijs smelten, het ijs laat broeikasgassen vrij, en deze gassen vergroten de opwarming nog verder.
Voorlopig is het zeker dat permafrost niet alleen maar ijs is: het is een gigantisch archief van organisch materiaal en zwevend microbieel leven, dat bij stijgende temperaturen zou kunnen veranderen in een nieuwe bron van emissies.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
