Towards a changed view on greenhouse gas exchange in the Arctic: new findings and improved techniques

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Arktiska ekosystem utgör en viktig del av det globala terrestra utbytet av växthusgaser och energi med atmosfären. I ett klimat som förändras, särskilt uttalat i Arktisk, bör tänkbara framtidsprognoser av växthusgasutbytet från dessa områden övervägas noga när framtida klimat modelleras. En förutsättning för detta är detaljerade studier av nyckelprocesser som påverkar växthusgasutbytet i Arktis, liksom övervakning av dynamiken av dessa processer. Antalet studier i de nordligaste områdena är dock betydligt färre än för sydligare breddgrader och bland de studier som finns är de flesta utförda under växtsäsongen. Syftet med denna studien har varit att öka förståelsen för växthusgasutbytet i arktiska terrestra ekosystem, inklusive de processer som pågår vid låga temperaturer och utanför växtsäsongen. För att uppnå detta har utveckling skett av mättekniker, som till exempel automatiskt stängda- och genomsläpps-kamrar särskilt anpassade för övervakning av CH4- och CO2-utbytet under Arktiska förhållanden, membran-sonder för att studera profiler av dessa gaser under markytan, samt laboratorietekniker där inkubation och växthusgasutbyte vid låga temperaturer har studerats på permafrostjordar. Under denna studie framkom hittills okända resultat, som till exempel detaljerad CH4 dynamik från flera säsonger från en arktisk myr, sent säsongsutsläpp av CH4 och CO2 på Grönland och Svalbard, i samband med respiration och dess ursprung i gammal permafrost. Fyra års övervakning av CH4 visar att utbytet av denna växthusgas har väldigt speciell dynamik i Arktiska förhållanden och kontrolleras av andra faktorer jämfört med vad som styr dynamiken på sydligare breddgrader. Växtsäsongens utsläppsmönster av CH4 beror här till stor del på när snösmältningen sker. Den största variationen i metanflöden återfanns således under de första 30-40 dagarna efter snösmältningen. Denna variation kunde inte förklaras av vad som vanligtvis kontrollerar metanutsläppen vid lägre latituder: temperatur och grundvattennivån. Sent under växtsäsongen var utsläppen av metan väldigt lika under perioden dessa studerats, detta trots stora skillnader i klimat. I denna studien försöker vi förklara dessa ovanliga utsläppsmönster. Stora utsläpp av CH4 och CO2 som sammanföll med infrysning av marken efter växtsäsongen har observerats och dokumenterats på Nordöstra Grönland. Ett liknande utsläpp av CO2 har även dokumenterats på Svalbard vid infrysning av marken. De ackumulerade utsläppen av dessa utsläpp efter växtsäsongen visade sig vara av liknande storlek med utsläppen som skedde under hela växtsäsongen. I denna studie försöker vi förklara detta tidigare okända fenomen. Slutligen upptäcktes levande organismer som var upp till 500 000 år gamla i jordprover från permafrostområde, där nedbrytningsprocesser och CO2 produktion fortfarande pågick. I denna studien försöker vi förklara denna unika företeelse om dessa permafrostinvånare.