Η τούνδρα έχει θεωρηθεί σημαντική λάκκο άνθρακα, λειτουργώντας ως νεροχύτης που αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες άνθρακα στο παγωμένο χώμα του. Ωστόσο, οι επιπτώσεις του την αλλαγή του κλίματος Αλλάζουν βαθιά αυτή τη λειτουργία. Η προοδευτική αύξηση των θερμοκρασιών προκαλεί την απελευθέρωση αυτού του άνθρακα με τη μορφή διοξείδιο του άνθρακα (CO2) y μεθάνιο στην ατμόσφαιρα, επιδεινώνοντας την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Τα οικοσυστήματα Τούντρα, που βρίσκονται σε αρκτικές περιοχές όπως η Γροιλανδία, η Σιβηρία και η Αλάσκα, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις κλιματικές αλλαγές. Για περισσότερο από μια δεκαετία, οι ερευνητές στο σταθμό Zackenberg στη βόρεια Γροιλανδία παρακολουθούν τον προϋπολογισμό του άνθρακα στην τούνδρα του βόρειου ημισφαιρίου, αποκαλύπτοντας πώς οι οργανισμοί που κατοικούν σε αυτές τις περιοχές αλλάζουν τον ρόλο τους από αποθήκευση άνθρακα σε καθαρούς εκπομπούς.
Σε μια πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Εφημερίδα της Γεωφυσικής Έρευνας, γίνεται σαφές ότι το εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα από τους ζωντανούς οργανισμούς αυξάνεται καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες. Ομοίως, η διαδικασία του φωτοσύνθεση, κλειδί για τη δέσμευση CO2, επηρεάζεται επίσης αρνητικά. Υπάρχουν κρίσιμες θερμοκρασίες, όπως οι 7ºC, οι οποίες μόλις ξεπεράστηκαν, η αποθήκευση άνθρακα σε αυτά τα οικοσυστήματα ουσιαστικά σταματά.
Επίδραση της κλιματικής αλλαγής στον κύκλο του άνθρακα της τούνδρας
Ο κύκλος του άνθρακα στην τούνδρα επηρεάζεται άμεσα από τις θερμοκρασίες. Καθώς το κλίμα θερμαίνεται, το ανώτερο στρώμα του μόνιμου παγετού ξεπαγώνει, το οποίο με τη σειρά του επιτρέπει στους μικροοργανισμούς να αποσυνθέσουν το οργανικό υλικό προηγουμένως κατεψυγμένο. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων CO2 και μεθάνιο, αέρια θερμοκηπίου που αυξάνουν τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Διάφορες μελέτες, όπως αυτή που σκηνοθέτησε ο NASA στην Αρκτική, δείχνουν ότι η τούνδρα εξελίσσεται προς συμπεριφορά πιο παρόμοια με αυτή του βόρεια δάση, οικοσυστήματα που βρίσκονται σε περιοχές χαμηλότερου γεωγραφικού πλάτους. Αυτό το φαινόμενο περιλαμβάνει τη μετανάστευση φυτικών ειδών όπως οι θάμνοι και τα μικρά δέντρα προς τα βόρεια, η οποία επηρεάζει επίσης τον κύκλο του άνθρακα.
Δορυφορικές παρατηρήσεις, με χρήση προηγμένης τεχνολογίας όπως π.χ ICESat-2 y landat, κατέστησαν δυνατή την τεκμηρίωση αυτών των αλλαγών στον κύκλο του άνθρακα και την κίνηση της βλάστησης προς την Αρκτική. Με περισσότερη θαμνώδη βλάστηση, η τούνδρα θα μπορούσε να απορροφήσει λίγο CO2, αλλά η απόψυξη του μόνιμου παγετού παραμένει μια κρίσιμη απειλή, καθώς οι εκπομπές παλιού άνθρακα θα αντισταθμίσουν οποιαδήποτε πρόσθετη πρόσληψη από τη βλάστηση.
Πρόωρη απόψυξη και οι συνέπειές της
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η τούνδρα είναι πρόωρη απόψυξη συνδέονται με την κλιματική αλλαγή. Μια ομάδα ερευνητών έχει επισημάνει ότι η πρόοδος της άνοιξης, η οποία συμβαίνει λόγω ηπιότερων χειμώνων, αλλάζει τον κύκλο ζωής της βλάστησης στην τούνδρα. Αυτή η αλλαγή θα μπορούσε να μειώσει την ικανότητα της τούνδρας να ενεργεί ως α νεροχύτη άνθρακα.
Ο κανονικός κύκλος της τούνδρας διασφαλίζει ότι τα φυτά, καθώς αποσυντίθενται, απελευθερώνουν αργά άνθρακα κατά τους μεγάλους χειμώνες, επιτρέποντας στο έδαφος να τον αποθηκεύσει. Ωστόσο, μια πρώιμη απόψυξη δημιουργεί μια ανισορροπία σε αυτόν τον κύκλο, διευκολύνοντας την εκπομπή CO2 προτού τα φυτά μπορέσουν να απορροφήσουν σημαντικές ποσότητες μέσω της φωτοσύνθεσης. Το αποτέλεσμα είναι μια καθαρή συμβολή στην αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου.
Η υπερθέρμανση της Αρκτικής και η υποχώρηση της τούνδρας
Μεταξύ των πιο εντυπωσιακών επιπτώσεων της θέρμανσης της Αρκτικής είναι η υποχώρηση της τούνδρας. Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα, εάν δεν εφαρμοστούν αυστηρά τα μέτρα για την κλιματική αλλαγή, υπολογίζεται ότι μέχρι τα μέσα αυτής της χιλιετίας, μόνο το 6% της σημερινής τούνδρας θα παραμείνει στη βορειοανατολική Ρωσία. Η διαδικασία αυτή οφείλεται στην επέκταση των ειδών δέντρων όπως π.χ πεύκη Σιβηρίας, που προχωρούν βόρεια με ρυθμό 30 χιλιομέτρων ανά δεκαετία, εκτοπίζοντας τα χαρακτηριστικά φυτά της τούνδρας.
Αυτή η αλλαγή όχι μόνο έχει επιπτώσεις στη χλωρίδα και την πανίδα της Αρκτικής, αλλά επηρεάζει επίσης την ήδη εξασθενημένη ικανότητα της τούνδρας να αποθηκεύει άνθρακα, επιταχύνοντας την κλιματική αλλαγή παγκοσμίως. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες επιτρέπουν μεγαλύτερη αποσύνθεση της οργανικής ύλης, η οποία με τη σειρά της απελευθερώνει ακόμη περισσότερο άνθρακα από το μόνιμο πάγο.
Η τούνδρα ως βυθίζεται άνθρακας σε κίνδυνο
Ιστορικά, η τούνδρα έχει θεωρηθεί α νεροχύτη άνθρακα αποτελεσματικό λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών που περιορίζουν την αποσύνθεση της οργανικής ύλης. Ωστόσο, οι επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη έχουν ως αποτέλεσμα να διακυβεύεται αυτός ο ρόλος του βυθίσματος. Όπως το Περμανάντ λιώνει, αρχίζουν να απελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες άνθρακα που είναι αποθηκευμένες για αιώνες, κάτι που θα μπορούσε να μετατρέψει την τούνδρα σε καθαρή πηγή άνθρακα και όχι σε καταβόθρα.
Οι επιστημονικές μελέτες συνεχίζουν να συζητούν εάν αυτά τα αρκτικά οικοσυστήματα θα είναι σε θέση να συνεχίσουν να εκπληρώνουν τον ρόλο τους ως καταβόθρες άνθρακα υπό τις τρέχουσες κλιματικές συνθήκες, αλλά αυτό που είναι προφανές είναι ότι η αύξηση του θερμοκρασία και η απόψυξη του εδάφους δεν προμηνύουν καλά την ικανότητα αποθήκευσης άνθρακα της τούνδρας. Αυτή η κατάσταση έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα να απευθύνει επείγουσες εκκλήσεις για την προστασία αυτών των οικοσυστημάτων, εφαρμόζοντας δραστικά μέτρα για τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής.
Πρόσφατες μελέτες συνεχίζουν να δείχνουν ότι η τούνδρα, ένα εύθραυστο οικοσύστημα, βρίσκεται σε διαδικασία μετασχηματισμού που θα μπορούσε να αλλάξει την κύρια λειτουργία της ως καταβόθρα άνθρακα. Χωρίς επαρκή μέτρα, η ταχεία απόψυξη του μόνιμου παγετού θα συνεχίσει να απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου, συμβάλλοντας περαιτέρω στην υπερθέρμανση του πλανήτη.