Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Forskerne mistenker at ekstra drivhusgasser skyldes bakterier som kommer i gang med å slippe ut metan og annen gass. Her fra Finse.(Foto: Dag O. Hessen)
Forskere har oppdaget en ekstra klimaeffekt av at isen smelter
Ny forskning viser en sammenheng mellom bakterier og klimagassutslipp når isen smelter.
Varmere klima gir mer issmelting. Forskere har oppdaget at issmeltingen i seg selv kan frigi drivhusgasser. Det igjen gir enda varmere klima.
Dette kalles for en positiv tilbakevirkning. Positiv i denne sammenhengen betyr at det bidrar til prosesser som gir varmere klima.
– Vi mistenker at de ekstra drivhusgassene skyldes bakterier som kommer i gang med å slippe ut metan og annen gass, sier professor i biologi Alexander Eiler ved Universitetet i Oslo.
Når isen smelter, er det flere tilbakevirkninger som gjør klimaet varmere.
Noen studier har pekt på at gasser som kan ligge fanget under isen, blir frigjort. Tining av permafrost frigir CO2 og kan også frigjøre metan. I tillegg produseres drivhusgasser i områder der isen har gått tilbake. Frem til nå har det vært lite kunnskap om denne ekstra produksjonen av drivhusgass.
– Vi vet at isbreene går tilbake i hele verden. Tidligere studier viser at bakterier reagerer på klimaet. Men ingen har tidligere sett på hvordan mikroorganismene og deres produksjon av klimagasser endrer seg med økosystemenes alder, altså økende avstand til isfronten, sier Eiler.
Alexander Eiler og Laurent Fontaine er på Svalbard for å undersøke hvordan samfunnet av mikroorganismer endrer seg når isen trekker seg tilbake.(Foto: Dag O. Hessen)
Gassproduksjonen kan være et vippepunkt for isen
Ifølge Eiler er det mye vi ikke vet om slike tilbakevirkninger. Han er bekymret for denne typen utslipp.
– Vi har ikke oversikt over dette. Det finnes mange andre faktorer som vi ikke har kontroll over ved naturlige utslipp og hvordan de påvirkes av oppvarming. Vi har ikke engang nok oversikt over de menneskelige utslippene, sier han.
Han mener at issmeltingen er et type vippepunkt. Det betyr at når isen først har begynt å smelte, vil selve smelteprosessen bidra til utslipp som gjør at den ikke kommer tilbake.
Der isen trekker seg tilbake, skjer det raskt store endringer i hvilke mikroorganismer som er til stede. Bildet er tatt på Svalbard.(Foto: Dag O. Hessen)
DNA-prøver viser endringer i bakteriesamfunnet
Forskerne tar DNA-prøver for å undersøke hva drivhusgassene kom av. Prøvene tar de fra vann og dammer langs iskanten på Svalbard og på Finse – fra områder som er nysmeltet til områder som har vært isfrie lenge.
Slik kan forskerne se hvordan sammensetningen av bakterier i miljøet endrer seg over tid etter hvert som isen trekker seg tilbake. DNA-prøvene kan si noe om hvilke arter som er til stede og hva bakteriene gjør.
Når forskerne ser på hva bakteriene gjør, kalles det for funksjonsanalyse. Denne metoden er en effektiv måte å drive miljøovervåkning på fordi det kan si noe om endringer.
I tillegg ser forskerne at bakteriesamfunnet kan kobles til produksjon av klimagasser som CO2, metan og lystgass.
Forskerne bruker et dataverktøy for å måle ulike funksjoner i prøveområdet. De rekonstruerer samfunnet ved å se hvilke organismer som finnes i prøven uten å dyrke dem fram. Det er en stor dataanalyse.
Slike analyser er foreløpig ganske nytt i klimasammenheng. Ifølge Eiler er dette en av de første gangene denne typen DNA-analyser er brukt i klimaforskning.
Rekonstruksjonen forskerne har gjort, viser at det er noen funksjoner som dukker opp når isen smelter, uavhengig av hvilke arter de finner. Det betyr at en bakterieart som dukker opp ved issmelting på for eksempel Finse, kan være forskjellig fra en på Svalbard. Men begge kan ha funksjonen metanproduksjon.
Annonse
Prøvetakingen skjedde langs nysmeltede områder, ned til vannet som har vært åpent i lengre tid. Bildet er tatt på Finse.(Foto: Dag O. Hessen)
Prøver å forutse vippepunkter
– Å se etter funksjoner i økosystemet ser ut til å være en bedre måte å forutse endringer i samfunnet på, forklarer Eiler. – Vi ser at de samme systemene har like funksjoner på Svalbard og Finse. I denne sammenhengen er det funksjoner knyttet til produksjon av klimagasser vi ser spesielt på.
Analysen viser at artene kan være forskjellige fra sted til sted, men funksjonene likner hverandre. Derfor vil issmeltingen ha de samme konsekvensene, selv om artene som bidrar, er forskjellige.
– Vi prøver å finne ut om endringene langs den endrede iskanten, fra unge til eldre og mer produktive systemer, er gradvis eller skjer plutselig, forklarer han.
I de eldre vannsystemene, lenger fra breen, er det mer organisk materiale. Her er det mer vegetasjon og større påvirkning fra fugler. Det kan gi nye bakteriesamfunn og nye funksjoner i økosystemet.
På Svalbard er det spesielt gjess som finnes i de eldre systemene. Det påvirker vannkvalitet, bakteriesamfunn og klimagassproduksjon. På mange måter representerer slike effekter en terskeleffekt eller et vippepunkt i systemet, mener Eiler.
– Vi ser at klimaendringer kan føre til selvforsterkende endringer og eventuelt vippepunkter både på lokal og regional skala. Det gjør det vanskelig å forutsi effektene. På stor skala kan en mulig kollaps av regnskog, som i Amazonas, være et slikt eksempel, sier forskeren.
Han forteller at i Arktis kan bresmelting og tining av permafrost også bidra til selvforsterkende effekter og eventuelt raske endringer hos mikroorganismer. De har de samme økologiske mønstrene.
