Tinande permafrost är en av källorna till utsläpp av lagrat gammalt organiskt material, inklusive växthusgaser. I det grunda havsområdet norr om Sibirien, där upptiningen i stor utsträckning sker, undersöker forskare hur kol, näringsämnen som kväve och andra ämnen från land omsätts och färdas både till havet och atmosfären.
- Vi vill veta vad som händer med tinande permafrost på land, i kustlinjen och i havsbotten, säger Örjan Gustafsson, professor i biogeokemi vid Institutionen för miljövetenskap. Vi tittar på vad som händer med ämnen när de kommer ut med kusterosion och floder till havet, samt från den snabbt tinande permafrosten i havsbotten; hur havsförsurningen påverkas och hur stor avgången av metan och andra växhusgaser till atmosfären är. Samtidigt undersöker vi också hur mycket organiskt kol och kväve som begravs i sedimenten och hur mycket som transporteras till djuphaven.
Rysk-svensk expedition väntar
Tillsammans med 14 andra forskare från Stockholms universitet kommer han att delta i en rysk-svenska Arktisexpeditionen The International Siberian Shelf Study (ISSS-2020) under 45 dagar i september-oktober. Samarbetet sträcker sig 20 år tillbaka och vid årets omfattande expedition ingår 12 olika fokusområden, eller arbetspaket. Eftersom teamet från Stockholms universitet är stort och många metoder ska användas har man haft en testvecka ute vid Landsortsdjupet, på Jungfrufjärden och Mysingen med R/V Electra för att etablera arbetsprocesserna.
- Vi har haft fyra fulla dagar av provtagningar och tester för att provta allt från sediment till partiklar och upplösta ämnen i vattnet men även gaser, säger Gustafsson. Vi har tre olika sedimentprovtagningssystem, bland annat en nybyggd multicorer, där man kan ta sedimentprover med åtta rör samtidigt.
Den mjuka havsbottnen gömmer nämligen mycket information om hur klimatet har förändrats genom tiderna. I djupa sedimentkärnor kan forskarna se hur den senaste klimatuppvärmningen för 12 000 år sedan påverkade frisättningen av växthusgaser. Genom att förstå nedbrytningsprocesser för olika organiska material hoppas man kunna förutsäga hur klimatet framöver kommer att påverkas av den uppvärmning som sker idag.
- Vi behöver förstå systemet och processerna för att kunna förutsäga hur stora utsläpp det kommer bli under kommande decennium och århundrade, menar Örjan Gustafsson.
Anrik utrustning kompletterar modern teknik
Även vattenkolumnen testas och det finns en tydlig högteknologisk prägel på fältarbetet men emellanåt visar det sig att gammal ändå är äldst. Med på Electra och även till Arktis följer utrustning som har lång historia inom svensk arktisforskning.
- Vi har med oss en 60 liter GoFlo-hämtare som deltog redan vid den första moderna Arktisexpeditionen, den svenska Ymer-80. Denna större volym behövs för en del mätningar, som i vårt fall där vår grupp gör en rätt så unik kol-14-datering av metan. Det är viktigt för att kunna förstå ursprunget kring var metanet kommer ifrån, berättar Örjan Gustafsson.
Kraftfull växthusgas i fokus
Under ISSS-2020 kommer ett av arbetspaketen att tillägnas en av de mest potenta men fortfarande ganska anonyma växthusgaserna dikväveoxid, mera känd som lustgas. Forskningen på det här området är i dagsläget otillräcklig, särskilt i marina miljöer.
- Lustgas är troligtvis den tredje starkaste växthusgasen vi har, efter koldioxid och metan. Tidigare har man oftast studerat utsläppen av lustgas i jordbrukssammanhang men det sker även naturligt i miljön – vilket vi inte vet lika mycket om, säger Birgit Wild, biträdande lektor i biogeokemi vid Institutionen för miljövetenskap, och ledare för studien.
Det är, enligt henne, knepigt att förutse omfattningen av lustgasutsläpp eftersom flera mekanismer krävs för att den ska bildas från det kväve som frisätts vid uppvärmningen av permafrost. Hon betonar vikten av varför vi behöver lära oss mer om detta.
- Om vi ska minska våra utsläpp av växthusgaser måste vi ha en bra överblick av källorna. Vi vill studera de här mekanismerna under Arktisexpeditionen, men i ett första steg vi behöver vi till fungerande fältmetoder. Det är det vi har gjort på Electra den här veckan och vi är väldigt nöjda med utvecklingen så här långt, berättar Birgit Wild.
”Bra att fler använder infrastrukturen”
Och hennes kollega som också är premiäranvändare av universitetets forskningsfartyg delar bilden av en lyckad vecka i fält.
- Jag har forskat en hel del i Östersjön historiskt men aldrig på Electra. Det har varit väldigt kul för våra forskargrupper. Besättningen är fantastisk och fartyget är också superfint och välfungerande för att provta alla parametrar vi behöver. Det är bra att fler olika forskargrupper använder infrastrukturen, avslutar Örjan Gustafsson.
