A tundrát fontosnak tartották széngödör, nyelőként működik, amely nagy mennyiségű szenet tárol fagyott talajában. Azonban a hatások éghajlatváltozás Alaposan megváltoztatják ezt a funkciót. A hőmérséklet fokozatos emelkedése ennek a szénnek a felszabadulását idézi elő szén-dioxid (CO2) y metán a légkörbe, súlyosbítva a globális felmelegedést.
A sarkvidéki területeken, például Grönlandon, Szibériában és Alaszkában található tundra ökoszisztémák különösen érzékenyek az éghajlatváltozásra. Az észak-grönlandi Zackenberg állomás kutatói több mint egy évtizede figyelték a szén-dioxid-kibocsátást északi félteke tundra, amely feltárja, hogy az ezekben a régiókban élő szervezetek hogyan változtatják szerepüket szén-dioxid-tárolóról nettó kibocsátóvá.
Egy nemrégiben megjelent tanulmányban a Journal of Geophysical Research, világossá válik, hogy a szén-dioxid kibocsátás az élő szervezetek által termelt mennyiség a hőmérséklet emelkedésével növekszik. Hasonlóképpen, a folyamat fotoszintézis, amely kulcsfontosságú a CO2 megkötéséhez, szintén negatívan hat. Vannak olyan kritikus hőmérsékletek, mint például a 7 ºC, amelyek túllépése után ezekben az ökoszisztémákban gyakorlatilag megszűnik a szénraktározás.
Az éghajlatváltozás hatása a tundra szénciklusára
A tundrában a szénciklust közvetlenül befolyásolja a hőmérséklet. Ahogy az éghajlat felmelegszik, a permafrost felső rétege felolvad, ami viszont lehetővé teszi a mikroorganizmusok számára, hogy lebontsák a organikus anyag korábban lefagyasztva. Ez a folyamat nagy mennyiségű CO2 felszabadulását és metán, üvegházhatású gázok, amelyek növelik az éghajlatváltozás hatását.
Különféle tanulmányok, mint például az, amelyet a NASA az Északi-sarkvidéken mutatják meg, hogy a tundra a vidékhez hasonló viselkedés felé fejlődik boreális erdők, az alacsonyabb szélességi körökben található ökoszisztémák. Ez a jelenség magában foglalja a növényfajok, például cserjék és kis fák észak felé történő vándorlását, ami szintén befolyásolja a szénkörforgást.
Műholdas megfigyelések, fejlett technológia segítségével, mint pl ICESat-2 y landat, lehetővé tették a szénkörforgásban és a növényzetnek az Északi-sark felé történő mozgásában bekövetkezett változások dokumentálását. A cserjések növekedésével a tundra elnyelhet némi szén-dioxidot, de a permafroszt felolvadása továbbra is kritikus fenyegetést jelent, mivel a régi szén kibocsátása ellensúlyozza a növényzet további felvételét.
A korai leolvasztás és következményei
A tundra előtt álló egyik legnagyobb kihívás az korai leolvasztás éghajlatváltozással kapcsolatos. Kutatók egy csoportja rámutatott, hogy a tavasz előretörése, amely az enyhébb telek miatt következik be, megváltoztatja a tundra növényzetének életciklusát. Ez a változás csökkentheti a tundra azon képességét, hogy a szénnyelő.
A tundra normál körforgása biztosítja, hogy a növények lebomlásuk során a hosszú télen lassan szenet szabadítanak fel, lehetővé téve a talajnak, hogy elraktározza azt. A korai olvadás azonban egyensúlyhiányt hoz létre ebben a ciklusban, megkönnyítve a CO2-kibocsátást, mielőtt a növények jelentős mennyiséget képesek felvenni a fotoszintézis révén. Az eredmény nettó hozzájárulás az üvegházhatású gázok növekedéséhez.
A sarkvidéki felmelegedés és a tundra visszahúzódása
A sarkvidéki felmelegedés legszembetűnőbb hatásai közé tartozik a tundra visszavonulás. A legújabb kutatások szerint, ha nem hajtják végre szigorúan az éghajlatváltozással kapcsolatos intézkedéseket, a becslések szerint az ezredforduló közepére a jelenlegi tundra mindössze 6%-a marad Oroszország északkeleti részén. Ez a folyamat a fafajok terjeszkedésének köszönhető, mint pl szibériai vörösfenyő, amelyek évtizedenként 30 kilométeres sebességgel haladnak észak felé, kiszorítva a tundra jellegzetes növényeit.
Ez a változás nemcsak a sarkvidéki növény- és állatvilágra van hatással, hanem a tundra már amúgy is meggyengült széntároló képességére is hatással van, ami világszerte felgyorsítja a klímaváltozást. A melegebb hőmérséklet lehetővé teszi a szerves anyagok nagyobb bomlását, ami viszont még több szén szabadul fel a permafrostból.
A tundra, mint szénnyelő veszélyben
Történelmileg a tundrát a szénnyelő hatékony az alacsony hőmérsékletnek köszönhetően, amely korlátozza a szerves anyagok bomlását. A globális felmelegedés hatásai azonban veszélyeztetik ezt a nyelőszerepet. Ahogy a permafrost megolvad, nagy mennyiségű, évszázadok óta tárolt szén kezd felszabadulni, ami a tundrát nettó szénforrássá, nem pedig nyelővé változtathatja.
A tudományos tanulmányok továbbra is vitatják, hogy ezek az északi-sarkvidéki ökoszisztémák képesek lesznek-e továbbra is betölteni szén-elnyelő szerepüket a jelenlegi éghajlati viszonyok között, de nyilvánvaló, hogy hőmérséklet és az olvadó talaj nem tesz jót a tundra széntároló képességének. Ez a helyzet arra késztette a tudományos közösséget, hogy sürgős felhívásokat tegyen ezen ökoszisztémák védelmére, és drasztikus intézkedéseket hajtson végre az éghajlatváltozás mérséklése érdekében.
A legújabb tanulmányok továbbra is azt mutatják, hogy a tundra, egy sérülékeny ökoszisztéma átalakulás alatt áll, ami megváltoztathatja elsődleges szénelnyelő funkcióját. Megfelelő intézkedések nélkül a permafrost felgyorsult olvadása továbbra is nagy mennyiségű üvegházhatású gázt bocsát ki, ami tovább járul a globális felmelegedéshez.