Elissa Schuett, kolena v blatnih mešanicah porušene aljaške tundre, kaže na ostanke kaverne, ki ji je bila sposobna stati lansko poletje. Danes ga ni več, zagrabi ga zepa, znana kot termokarst, ki še naprej koraka navzven, ko se zemlja hitro topi.
Termokarstni neuspehi se pojavijo, ko se večna zmrzal - plast zamrznjene zemlje v zemeljskih polarnih regijah - odmrzne in postane nestabilna. Čeprav se dogodki odvijajo po vsej Arktiki, mnogi znanstveniki sumijo, da naraščajoče temperature na severu povzročajo več teh lastnosti. Če primerjamo zračne fotografije iz leta 1985 z nedavnimi fotografijami, "zdaj lahko z nekaj zagotovila trdimo ... da je na nekaterih lokacijah [od] zdaj od dva do petkrat več teh funkcij kot v zgodnjih osemdesetih letih, " pravi William Bowden, vodni ekolog z univerze v Vermontu.
Zato Bowden, njegov znanstveni sodelavec Schuett in drugi na poljski postaji Toolik, univerzi na Aljaski, v Fairbanksu, raziskovalnem središču 150 milj severno od Arktičnega kroga na severu Aljaske, preučujejo vpliv termokarstov na okolje. Njihovo delo se prilega v dolgo tradicijo raziskav podnebnih sprememb pri Tooliku, ki je od ustanovitve leta 1975 zagotovil neokrnjen laboratorij za preučevanje, kako bo toplejši svet spremenil kopenske in vodne poti Arktike.
Razumevanje podnebnih in okoljskih sprememb je po mnenju Normana Marcottea iz Kanadskega sveta za naravoslovje in inženirske raziskave "pereče vprašanje" na mednarodnih arktičnih raziskavah. Raziskovalne postaje, kot je Toolik, so ključne pri zajemanju dolgoročnih podatkov in raziskovanju vprašanj na tem področju, pravi po elektronski pošti, Kanada pa načrtuje razvoj arktične raziskovalne postaje s številnimi enakimi elementi kot Toolik.
Čeprav se je večina raziskav na Arktiki osredotočila na opazovanje okolja, "smo pri Tooliku sposobni poglobiti to" in "preučiti, kaj pravzaprav nadzira vse te procese, " pravi soustanovitelj Toolika John Hobbie, višji znanstvenik Ekosistemov Center morskega biološkega laboratorija v Woods Hole, Massachusetts.
Je tudi "edino mesto v Severni Ameriki, kjer lahko vidimo ali pridobimo napreden pogled na to, kako lahko podnebne spremembe vplivajo na ekosisteme, " dodaja.
In podnebne spremembe so na mnoge načine že začele preoblikovati to dihotomno krhko in trdoživo deželo. Med letoma 1966 in 1995 so se arktične temperature zvišale .7 stopinj Celzija na desetletje, kar je trend, ki "severno Aljasko postavlja na vroči sedež, " pravi Syndonia Bret-Harte, Toolikova pridružena direktorica znanosti. Arktika se segreva hitreje kot celo tropska območja sveta: pomlad prihaja prej, jesen prihaja pozneje, temperatura večne zmrzali pa na mnogih območjih, vključno s Toolikom, lebdi v bližini nične stopinje Celzija. Takrat bi se lahko zmrznila tla, ki tundri dobijo hrbtenico, razpadla.
Novi termokarsti na Aljaski bi lahko pokazali tudi, kako segrevanje lahko spremeni potoke ali jezera, saj se te lastnosti pogosto pojavljajo v bližini vode. Ko so leta 2003 v bližini reke Toolik odkrili termokarst, so Bowden in sodelavci ugotovili, da je v reko iztrebil toliko usedlin, da je voda blatno zavila 40 kilometrov navzdol. Junija 2008 je s svojimi sodelavci poročal tudi v reviji Geophysical Research, da bodo amonij, nitrati in fosfor, ki se izpuščajo zaradi tega sesutja, sčasoma "bistveno spremenili strukturo in delovanje reke."
Za Bowdna in druge raziskovalce Toolika so bila taka opažanja poznana. Med leti 1983 in 2004 so videli, kako lahko fosfor drastično prestrukturira reko v poskusu na reki Kuparuk blizu Toolika - "najbolje raziskanem porečju na celotni Arktiki", pravi Hobbie. V tem poskusu so znanstveniki vsako poletje v reko dodali majhne količine fosforja, hranila, ki je običajno pri gnojilih ter onesnaževanju stanovanj in industrij. Po osmih letih se je mah razširil v reko in iztisnil druge rastlinske vrste ter sprožil rast nekaterih vrst žuželk. V reki se je povečala produktivnost. Ta preiskava lahko napoveduje, kaj se zgodi, ko se večna zmrzal stopi in se v zrak in vodo sprostijo hranila.
Na kopnem so raziskovalci Toolika dodali tudi gnojilo za različne vrste tundre. V eksperimentu, ki deluje od leta 1989, je višji znanstvenik centra Ekosistema Gaius Shaver ugotovil, da lahko na tundrski tundri nekateri listopadni grmi, na primer pritlikava breza, izkoristijo priliv dušika in fosforja s povečanjem obilja in zmanjšanjem raznolikosti vrst. Znanstveniki Toolik so osredotočeni tudi na to, zakaj se zdi, da je Arktika ozelenjena, pojasnjuje Bret-Harte. Morda je to posledica več grmičevja: pred približno 12.000 leti, ko je bilo podnebje toplejše, so v pokrajini prevladovali grmi, je dejala.
Čeprav se lahko ti polarni premiki zdijo izolirani od preostalega sveta, lahko talina Arktika pospeši podnebne spremembe. Bret-Harte poudarja, da arktične kopne - vključno z borealnimi gozdovi - vsebujejo skoraj 40 odstotkov svetovnega ogljika v tleh, vendar predstavljajo le šestino Zemljine kopenske površine. Če se ogljik, zaprt v tleh, sprosti s taljenjem večne zmrzali, bi lahko v okolju več kot podvojila koncentracijo ogljikovega dioksida, glavnega toplogrednih plinov.
Bowden z univerze v Vermontu verjame, da obstajajo "močni dokazi", da se lahko ujeti ogljik in metan sprostijo med termokarstnimi dogodki in prispevajo k segrevanju. Išče finančna sredstva za raziskavo, kako bodo termokarsti vplivali na arktične ekosisteme na splošno. Na primer, termokarst, ki povzroči trn usedlin v vodnih poteh, lahko zaduši rastline, zamaši ribje škrglje in na koncu sproži kaskado učinkov vse do prehrambnega spleta.
"To ni grozljiva zgodba - ni tako, da to ni naravni proces, " opozarja Bowden. "Mislim pa, da obstajajo trdni dokazi, da imajo [človeški] vplivi, ki so oddaljeni od Arktike, te sekundarne učinke ... ki bodo potencialno zelo pomembni pri strukturiranju videza in obnašanja arktične pokrajine v prihodnosti."
