崩壊したアラスカのツンドラの泥だらけの修羅場の膝深さ、エリッサシューエットは、彼女が昨年の夏に立つことができた洞窟の残骸を指しています。 今日では、サーモカルストとして知られるぽっかりと口を塞いでしまい、土地が急速に溶けるにつれて外に向かって行進し続けています。
サーモカルストの障害は、永久凍土層（地球の極地の凍土の層）が融解して不安定になると発生します。 イベントは北極圏全体で自然に発生しますが、多くの科学者は、北の気温上昇がこれらの特徴の形成を引き起こしていると疑っています。 1985年の航空写真と最近の写真を比較することで、「一部の場所では1980年代初期よりも2〜5倍以上のこれらの機能が存在することが確実にわかりました」とウィリアムボーデンは言います。バーモント大学の水生生態学者。
そのため、ボーデン、彼の研究助手であるシュエット、およびアラスカ大学フェアバンクスのツーリックフィールドステーションにいる他の人々は、アラスカ北部の北極圏の北150マイルにある研究施設で、環境に対するサーモカルストの影響を研究しています。 彼らの研究は、1975年の創立以来、温暖な世界が北極圏の陸地と水路をどのように変化させるかを研究するための原始的な研究室を提供してきたToolikの気候変動研究の長い伝統に適合しています。
カナダの自然科学および工学研究評議会のノーマン・マルコットによると、気候と環境の変化を理解することは、北極圏の研究における国際的な「燃える問題」です。 Toolikなどの研究ステーションは、長期的なデータを収集し、現場の問題を調査する上で重要であると彼は電子メールで語り、カナダはToolikと同じ要素の多くを備えた北極研究ステーションの開発を計画しています。
北極圏の研究の大部分は環境の観察に焦点を合わせていますが、「Toolikではその中をさらに深く進むことができます」と「これらすべてのプロセスを実際に制御しているものを研究します」マサチューセッツ州ウッズホールの海洋生物学研究所のセンター。
また、「気候変動が生態系にどのように影響するかについて、北米で唯一の高度なビューを取得または取得できる場所です」と彼は付け加えます。
そして、多くの点で、気候変動はすでにこの二分された脆弱で丈夫な土地の形を変え始めています。 1966年から1995年にかけて、北極圏の気温は10年ごとに摂氏0.7度上昇し、「アラスカ北部は暑い場所に置かれる」傾向がありました。ToolikのアソシエイトサイエンスディレクターであるSyndonia Bret-Harte氏 北極圏は、世界の熱帯地域よりも早く温暖化しています。春が早く到着し、秋が遅くなり、Toolikを含む多くの地域の永久凍土の温度が、摂氏0度の転換点に危うく近づいています。 それはツンドラにその背骨を与える凍った土が崩れる可能性があるときです。
アラスカの新しいサーモカルストは、これらの特徴がしばしば水の近くで発生するため、温暖化が小川や湖をどのように変化させるかを示すこともできます。 2003年にToolik川の近くでサーモカルストが発見されたとき、ボーデンと同僚は、それが非常に多くの沈殿物を川に追い出したので、水が40キロメートル下流に泥だらけになったことを発見しました。 彼と彼の同僚は、2008年6月にJournal of Geophysical Researchで、その崩壊から放出されたアンモニウム、硝酸塩、リンが「川の構造と機能を大幅に変える」と報告しました。
ボーデンと他のToolik研究者にとって、そのような観察はおなじみでした。 1983年から2004年の間に、ホビーによると、Toolik近くのKuparuk川で行われた実験で、「北極圏全体で最もよく研究された河川流域」で、リンがいかに劇的に川を再構築できるかを見ました。 その実験では、科学者たちは毎年夏に、肥料や住宅および産業汚染で一般的な栄養素である少量のリンを川に加えました。 8年後、コケは川で広がり、他の植物種を押し出し、特定の種類の昆虫の成長を引き起こしました。 川の全体的な生産性が急上昇しました。 この調査は、永久凍土が溶けて栄養分が空気と水に放出されたときに何が起こるかを予見するかもしれません。
陸上では、Toolikの研究者は、さまざまな種類のツンドラに肥料を追加しました。 1989年以降に実施された実験で、エコシステムセンターの上級科学者ガイウスシェーバーは、ツソックツンドラで、bi性カバなどの落葉低木が豊富に増加し種の多様性を減らすことで窒素とリンの流入を利用できることを発見しました。 Toolikの科学者は、北極圏が緑化しているように見える理由にも焦点を当てている、とBret-Harteは説明します。 それはより多くの低木が原因である可能性があります：気候が温暖だった約12, 000年前、低木が景観を支配していたと彼女は言いました。
これらの極シフトは世界の他の地域から孤立しているように見えるかもしれませんが、北極圏の融解は気候変動を加速させる可能性があります。 Bret-Harteは、北極圏の森林を含む北極圏の陸地は、世界の土壌炭素のほぼ40％を保持しているが、地球の陸地の6分の1しか占めていないことを指摘している。 永久凍土層の融解によって土壌に閉じ込められた炭素が放出された場合、環境中の主要な温室効果ガスである二酸化炭素の濃度が2倍以上になる可能性があると彼女は言います。
バーモント大学のボーデンは、サーモカルストのイベント中に閉じ込められた炭素とメタンが解放され、温暖化の一因となる「強力な証拠」があると考えています。 彼は、サーモカルストが北極圏の生態系全体にどのように影響するかを調査するための資金を求めています。 たとえば、水路の堆積物の急上昇を引き起こすサーモカルストは、植物を窒息させ、魚のえらを詰まらせ、最終的に食物網全体に効果のカスケードを引き起こします。
「それは恐怖物語ではありません。これが自然なプロセスではないというわけではありません」とボーデンは警告します。 「しかし、北極圏から少し離れた[人間]の影響がこれらの二次的な影響を持っているという強力な証拠があると思います。
