Arktische Flüsse stehen vor großen Veränderungen durch ein sich erwärmendes Klima, das Auftauen des Permafrosts und einen beschleunigten Wasserkreislauf – die Auswirkungen werden globale Folgen haben

Während sich die Arktis erwärmt, verändern sich ihre mächtigen Flüsse auf eine Weise, die weitreichende Folgen haben könnte – nicht nur für die Arktis, sondern für die Welt.

Flüsse stellen den Landzweig des Wasserkreislaufs der Erde dar.Wenn Regen und Schnee fallen, transportieren Flüsse abfließendes Süßwasser zusammen mit gelösten organischen Stoffen und Partikeln, einschließlich Kohlenstoff, in die Küstengebiete.Da sich die Arktis jetzt fast erwärmt viermal schneller als der Rest der Welt, die Region sieht mehr Niederschlag und der Permafrost taut, was zu stärkeren Flussflüssen führt.

Wir sind Klimawissenschaftler, die untersuchen, wie sich die Erwärmung auf den Wasserkreislauf und die Ökosysteme auswirkt. In einer neuen Studie Mithilfe historischer Daten und ausgefeilter Computermodelle des Erdklimas und der Hydrologie haben wir untersucht, wie der Klimawandel die arktischen Flüsse verändert.

Wir haben herausgefunden, dass das Auftauen des Permafrosts und die Intensivierung der Stürme die Art und Weise verändern werden, wie Wasser in und durch arktische Flüsse fließt.Diese Veränderungen werden sich auf Küstenregionen, den Arktischen Ozean und möglicherweise den Nordatlantik sowie auf das Klima auswirken.

Auftauender Permafrost:Große Veränderungen in arktischen Böden

Das Auftauen des Permafrosts ist eine der folgenreichsten Veränderungen, die die Arktis mit steigenden Temperaturen erlebt.

Permafrost ist Boden, der existiert hat mindestens zwei Jahre eingefroren Und das oft über Jahrtausende hinweg.Es umfasst etwa 8,8 Millionen Quadratmeilen (ungefähr 22,8 Millionen Quadratkilometer) auf der Nordhalbkugel der Erde, aber diese Fläche schrumpft, da der Permafrost auftaut.

Historisch gesehen floss das meiste Wasser, das in arktische Flüsse fließt, im Frühjahr über gefrorene Permafrostböden.Wissenschaftler nennen dies „Überlandabfluss“.

Unsere Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass mit fortschreitender Erwärmung ein zunehmender Anteil des jährlichen Flussabflusses von unterhalb der Oberfläche durch aufgetaute Böden im sich zersetzenden Permafrost kommen wird.Da der Gesamtabfluss mit mehr Niederschlägen zunimmt, könnten sich bis zum Ende dieses Jahrhunderts bis zu 30 % mehr davon unter der Erde bewegen, da sich die unterirdischen Wege ausdehnen.

Wenn Wasser durch den Boden fließt, nimmt es verschiedene Chemikalien und Metalle auf.Infolgedessen wird Wasser, das in Flüsse gelangt, wahrscheinlich einen anderen chemischen Charakter haben.Beispielsweise kann es mehr Nährstoffe und gelösten Kohlenstoff enthalten, was sich auf Küstengebiete und das globale Klima auswirken kann.Das Schicksal dieses mobilisierten Kohlenstoffs ist ein aktives Forschungsgebiet.

Mehr Kohlenstoff im Flusswasser könnte beim Erreichen ruhiger Küstengewässer „ausgasen“, wodurch die Menge an Kohlendioxid, die in die Atmosphäre freigesetzt wird, zunimmt, was zu weiteren Treibhausgasen führt Klimaerwärmung.Das Tauwetter bringt auch andere böse Überraschungen zutage, wie z Entstehung lange eingefrorener Viren.

Mehr Regen und Schnee, mehr Abfluss

Mit steigenden Temperaturen beschleunigt sich auch der Wasserkreislauf der Arktis, was zu mehr Niederschlägen, Verdunstung, Pflanzentranspiration und Flussabfluss führt.Dies ist in erster Linie auf die inhärente Fähigkeit einer wärmeren Atmosphäre zurückzuführen, mehr Feuchtigkeit zu speichern.Aus demselben Grund Es kommt zu größeren Schneestürmen wenn sich das Klima erwärmt.

Unsere Studie ergab, dass der Großteil der zusätzlichen Niederschläge in den nördlichsten Teilen des arktischen Beckens auftreten wird.Wenn das Meereis in einem sich erwärmenden Klima verschwindet, stimmen Computermodelle darin überein, dass ein offenerer Arktischer Ozean mehr Wasser in die Atmosphäre abgeben wird, wo es in angrenzende Landgebiete transportiert wird, wo es als Niederschlag fällt.

Mehr Schnee in Nordalaska, Sibirien und Kanada wird dazu führen, dass mehr Wasser in Flüsse fließt, möglicherweise bis zu 25 % mehr bei einem Szenario mit starker Erwärmung, basierend auf unseren Untersuchungen.In den nördlichen Teilen der Arktis befindet sich im Boden mehr Kohlenstoff als im Süden.Mit dem Auftauen des Permafrosts wird in diesen Regionen auch mehr Wasser von unterhalb der Oberfläche in die Flüsse gelangen, wo zusätzlicher Bodenkohlenstoff ins Wasser gelangen und in gelösten organischen Kohlenstoff umgewandelt werden kann.

Mehr alter Kohlenstoff taucht bereits auf in Proben aus arktischen Flüssen, die auf das Auftauen des Permafrosts zurückzuführen sind.Die Kohlenstoffdatierung zeigt, dass ein Teil dieses Kohlenstoffs über Tausende von Jahren eingefroren war.

Die Auswirkungen werden sich auf die arktischen Ökosysteme auswirken

Was bringt also die Zukunft?

Eine der bemerkenswertesten Veränderungen, die erwartet werden, betrifft den Transport von Süßwasser und damit verbundenen Materialien wie gelöstem organischem Kohlenstoff und Wärmeenergie in die arktischen Küstengebiete.

Küstenlagunen kann frischer werden.Diese Änderung würde sich jedoch auf Organismen entlang der Nahrungskette auswirken unser derzeitiges Verständnis Die möglichen Auswirkungen von Veränderungen im Süßwasser und im gelösten organischen Kohlenstoff sind noch unklar.

Das Flusswasser wird auch wärmer sein, wenn sich das Klima erwärmt, und es besteht die Gefahr, dass das Meereis an der Küste früher in der Saison schmilzt.Wissenschaftler beobachtete dies im Frühjahr 2023, als ungewöhnlich warmes Wasser im kanadischen Mackenzie River Wärme in die Beaufortsee transportierte und so zum frühen Schmelzen des Meereises an der Küste beitrug.

Und schließlich könnte mehr Flusswasser, das die Küste erreicht, das Arktische Meer erfrischen, insbesondere im Norden Eurasiens, wo große russische Flüsse jedes Jahr riesige Mengen an Süßwasser exportieren.

Es gibt Bedenken steigender Fluss fließt in dieser Region beeinflussen die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation, die Strömungen, die Wärme aus den Tropen entlang der USA zirkulieren lassen.Ostküste und Richtung Europa.Es mehren sich die Beweise dafür, dass diese Ströme haben sich in den letzten Jahren verlangsamt da mehr Süßwasser in den Nordatlantik gelangt.Wenn die Zirkulation abgeschaltet würde, würde dies der Fall sein beeinflussen die Temperaturen erheblich in ganz Nordamerika und Europa.

An der Küste werden sich ändernde Flussflüsse auch auf die Pflanzen, Tiere und indigenen Bevölkerungsgruppen auswirken, die in der Region beheimatet sind.Für sie und das globale Klima verdeutlichen die Ergebnisse unserer Studie die Notwendigkeit, genau zu beobachten, wie sich die Arktis verändert, und Maßnahmen zu ergreifen, um die Auswirkungen abzumildern.