Här är anledningen till att forskare har befruktat Arktis

February 18, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

Toolik Field Station, Alaska – Högt uppe i Arktis, mer än 160 kilometer (100 miles) från närmaste stad, finns en tunn planka -täckt stig. Bara en eller två brädor breda, det är snötäckt under nio månader om året. Men från juni till augusti tittar strandpromenaden genom små rektangulära tundraområden – områden längst i norr där det större delen av året är för kallt och mörkt för att stödja växter som är mer än några centimeter (tum) höga.

Berättelsen fortsätter under bilden.

Tundra beskriver den yttersta norra delen (markerad här med gult), där extrem kyla och korta växtsäsonger gör att inga träd kan växa.

Katpatuka/Wikimedia Commons

Vissa av dessa tomter ser exakt ut som det omgivande landskapet. Låga grästusor, buskar och mossa fyller dem. Andra fläckar – vissa öppna, andra skyddade av små presenningar – exploderar av liv som trädgårdar utan ogräs. Det är höga, ljust rosa blommor som viftar i vinden. Vissa buskar reser sig nästan tillräckligt höga för att kallas ett träd.

Laura Gough räknar antalet och typen av växter som lever i en del av Alaskas tundra nära Toolik forskningsstation.B. Brookshire/SNS

Laura Gough kliver över träplankorna mellan tundratomterna med övad lätthet. Vid varje tomt stannar hon och stirrar intensivt i marken. Gough är en växtekolog, någon som studerar växtsamhällen, vid Towson University i Maryland. Men på somrarna jobbar hon här, på Toolik Field Station i Alaskas North Slope stadsdel. Hon håller ett öga på ett vetenskapligt experiment som har pågått i en eller annan form i mer än 40 år.

De fluffiga, igenvuxna plantorna är ingen tillfällighet. Gough och hennes kollegor har gödslat sin jord.

Målet är att lära sig hur Arktis kommer att reagera när jorden pressas till det yttersta. Och ingenting driver Arktis till randen precis som klimatförändringarna. Över hela världen har temperaturerna stigit i decennier. När människor förbränner fossila bränslen (som kol, olja och gas), koldioxid (CO 2) och andra växthusgaser spyr ut i atmosfären. De fångar upp solens värme och får temperaturen att stiga. I Arktis kommer de varmare temperaturerna att ha en enorm inverkan.

Förklarare: Global uppvärmning och växthuseffekten

Genom hela högarktis, vidsträckta vidder av permafrost — hårdfrusen jord — sitt bara några meter (yards) under jorden. När denna region värms upp kan mer och mer permafrost tina upp varje sommar. Denna jord innehåller gamla växter, mikrober och ben från djur. Alla har troligen förblivit frusna i tusentals år. Om permafrosten smälter kommer de gamla växterna och djuren äntligen att börja ruttna. De bryts ner till molekyler som innehåller kväve och fosfor — kemikalier som hjälper växter att växa. På sätt och vis är det där enorma lagringsvalvet med frusen jord fullt av naturligt gödningsmedel som bara väntar på att släppas ut.

Forskare vet inte exakt vad som kommer att hända eftersom permafrosten smälter. Men genom att skapa en gödslad trädgård mitt i Arktis kan Gough och hennes kollegor hitta ledtrådar till hur en smältande permafrost kommer att förändra tundran. Med 40 år av gödningsmedel och gott om tålamod kan forskarna kanske förutsäga framtiden – och visa hur en varmare tundra kan se ut.

Sköta en arktisk trädgård

Förklarare: Den gödande kraften hos N och P

Växter behöver kväve och fosfor för att växa. Just nu har tundran problem med både kväve och fosfor. Eftersom organismer här dör blir de ofta frusna i permafrosten istället för att sönderfalla. Detta håller deras kväve fångade inuti vävnaderna. Fosfor är mestadels bundet i jordens mineraler. För att frigöra den fosforn för växter behövs aktiva mikrober. Men på tundran tenderar mikrober att ta livet långsamt. “Mikroberna är frusna och blöta,” förklarar Gough. I översvämmad, kall jord kan mikroberna inte få det syre de behöver. Detta bromsar nedbrytningen, förklarar hon.

Med kväve och fosfor instängda i permafrosten har växter och andra organismer inte mycket att leva på. Med tiden har de anpassat sig till denna svältdiet. Men vad skulle hända om kväve och fosfor plötsligt frigjordes? Det är där Toolik-experimentet kommer in.

Inledningsvis ville forskarna se hur miljöfaktorer – som temperatur, ljus och näringsämnen – interagerar och påverkar växternas tillväxt, minns Gaius Rakapparat. Han är växtekolog vid Marine Biological Laboratory i Woods Hole, Massachusetts. Från och med 1976 började han och andra forskare att tillsätta gödningsmedel till små områden med arktisk jord. Till en början använde de en mängd gödselmedel som liknade det som bönderna tillsatte på sina åkrar. Det var många gånger mer kväve och fosfor än vad de arktiska växterna faktiskt kunde använda.

Så småningom bestämde sig forskarna för att applicera en mer realistisk mängd — vad växter på tundran faktiskt kan stöta på . Det betydde mindre gödningsmedel.

Livet på tundran rör sig i en glacial takt, och så det innebar att forskarna skulle behöva gödsla – och samla in data – under en mycket, mycket tid , mycket lång tid. De planerade att tillbringa så länge i Arktis som de kunde. Inte bara år. Decennier.

När de började, var klimatförändringarna inte riktigt i tankarna. “Klimatförändringen var inte särskilt väl förstådd. Det var inte klart vad som skulle hända”, minns Gough. Forskningen om tundrabefruktning var bara ett av många projekt på platser runt om i världen i det som kallas nätverket Long-Term Ecological Research (LTER).

Forskare i detta nätverk utföra många typer av experiment. Vissa övervakar vad som händer. Andra kan förändra miljön. Över hela nätverket har forskare bland annat studerat hur olika ekosystem reagerar över tid på olika nivåer av näringsämnen. Grupper har aktivt befruktat fläckar av våtmarker, prärier, skog och mer.

Förklarare: Hur vet forskare att jorden värms upp