Tundra velja za pomembno karbonska jama, ki deluje kot ponor, ki shranjuje velike količine ogljika v zmrznjeni zemlji. Vendar pa so učinki podnebne spremembe To funkcijo temeljito spreminjajo. Postopno naraščanje temperatur povzroča sproščanje tega ogljika v obliki ogljikov dioksid (CO2) y metan v ozračje, kar še poslabša globalno segrevanje.
Ekosistemi tundre, ki se nahajajo v arktičnih regijah, kot so Grenlandija, Sibirija in Aljaska, so še posebej občutljivi na podnebne spremembe. Več kot desetletje so raziskovalci na postaji Zackenberg na severu Grenlandije spremljali proračun ogljika v tundra severne poloble, ki razkriva, kako organizmi, ki naseljujejo te regije, spreminjajo svojo vlogo iz skladiščenja ogljika v neto onesnaževalce.
V nedavni študiji, objavljeni v Časopis za geofizične raziskave, postane jasno, da je emisija ogljikovega dioksida živih organizmov narašča z naraščanjem temperatur. Prav tako je postopek fotosinteza, ključnega pomena za zajemanje CO2, prav tako negativno vpliva. Obstajajo kritične temperature, kot je 7ºC, ko jih enkrat presežemo, se shranjevanje ogljika v teh ekosistemih praktično preneha.
Vpliv podnebnih sprememb na ogljikov cikel tundre
Na kroženje ogljika v tundri neposredno vplivajo temperature. Ko se podnebje segreje, se zgornja plast permafrosta tali, kar omogoči mikroorganizmom razgradnjo organski material predhodno zamrznjena. Posledica tega procesa je sproščanje velikih količin CO2 in metan, toplogredni plini, ki povečujejo vpliv podnebnih sprememb.
Različne študije, kot je tista, ki jo je vodil NASA na Arktiki kažejo, da se tundra razvija v smeri vedenja, ki je bolj podobno obnašanju borealni gozdovi, ekosistemi, ki jih najdemo na območjih nižje zemljepisne širine. Ta pojav vključuje selitev rastlinskih vrst, kot so grmičevje in majhna drevesa, proti severu, kar vpliva tudi na cikel ogljika.
Satelitska opazovanja, z uporabo napredne tehnologije, kot je npr ICESat-2 y landat, so omogočili dokumentiranje teh sprememb v ciklu ogljika in premikanju vegetacije proti Arktiki. Z več grmičaste vegetacije bi lahko tundra absorbirala nekaj CO2, vendar taljenje permafrosta ostaja kritična grožnja, saj bodo emisije starega ogljika nadomestile vsakršen dodatni vnos s strani vegetacije.
Zgodnje odmrzovanje in njegove posledice
Eden največjih izzivov, s katerimi se sooča tundra, je zgodnje odmrzovanje povezanih s podnebnimi spremembami. Skupina raziskovalcev je poudarila, da napredovanje pomladi, ki nastopi zaradi milejših zim, spremeni življenjski cikel vegetacije v tundri. Ta sprememba bi lahko zmanjšala sposobnost tundre, da deluje kot ponor ogljika.
Običajni cikel tundre zagotavlja, da rastline med razgradnjo počasi sproščajo ogljik v dolgih zimah, kar omogoča zemlji, da ga shrani. Vendar pa zgodnja otoplitev povzroči neravnovesje v tem ciklu, kar olajša emisijo CO2, preden lahko rastline s fotosintezo absorbirajo znatne količine. Rezultat je neto prispevek k povečanju toplogrednih plinov.
Segrevanje Arktike in umik tundre
Med najbolj osupljivimi učinki segrevanja Arktike je tundra umik. Glede na nedavne raziskave se ocenjuje, da bo do sredine tega tisočletja v severovzhodni Rusiji ostalo le še 6 % sedanje tundre, če se ukrepi za podnebne spremembe ne bodo dosledno izvajali. Ta proces je posledica širjenja drevesnih vrst, kot je npr sibirski macesen, ki napredujejo proti severu s hitrostjo 30 kilometrov na desetletje in izpodrivajo značilne rastline tundre.
Ta sprememba ne vpliva samo na arktično floro in favno, ampak vpliva tudi na že tako oslabljeno sposobnost tundre za shranjevanje ogljika, kar pospešuje podnebne spremembe po vsem svetu. Višje temperature omogočajo večjo razgradnjo organske snovi, kar posledično sprosti še več ogljika iz permafrosta.
Tundra kot ponor ogljika v nevarnosti
Zgodovinsko gledano je tundra veljala za ponor ogljika učinkovit zaradi nizkih temperatur, ki omejujejo razgradnjo organskih snovi. Vendar pa učinki globalnega segrevanja povzročajo, da je ta vloga ponora ogrožena. Kot je permafrost stopi, se začnejo sproščati velike količine ogljika, shranjenega stoletja, kar bi lahko spremenilo tundro v neto vir ogljika in ne v ponor.
Znanstvene študije še naprej razpravljajo o tem, ali bodo ti arktični ekosistemi lahko še naprej izpolnjevali svojo vlogo ponorov ogljika v trenutnih podnebnih razmerah, vendar je očitno, da povečanje Temperatura in taljenje tal ne obetata nič dobrega za zmogljivost shranjevanja ogljika v tundri. Ta situacija je vodila znanstveno skupnost k nujnim pozivom k zaščiti teh ekosistemov in izvajanju drastičnih ukrepov za ublažitev podnebnih sprememb.
Nedavne študije še vedno kažejo, da je tundra, krhki ekosistem, v procesu preobrazbe, ki bi lahko spremenila njeno primarno funkcijo ponora ogljika. Brez ustreznih ukrepov bo pospešeno taljenje permafrosta še naprej sproščalo velike količine toplogrednih plinov, kar bo dodatno prispevalo k globalnemu segrevanju.