Verdens største karbonlager lekker. Forskerne måler utslippene og forbedrer FNs klimamodeller

Myr og permafrost lagrer enorme mengder karbon. Men inngrep og varmere klima gjør at drivhusgasser slipper ut. Ingen vet hvor mye. Det gjør klimamodellene usikre.

PALS: Palsmyr er en sterkt tryet naturtype i Norge. Forskerne følger utviklingen av denne plasmyra ved Iškoras-fjellet i Karasjok. Foto: Norbert Pirk

Ingen naturtype i verden gjør det bedre. Myra er rett og slett en eksepsjonelt god karbonfanger.

Ei myr du treffer på i skogen eller på fjellet, kan ha vokst og lagret karbon i tusener av år. Når planter dør, brytes de ned av mikroorganismer som produserer CO₂ og metan.

I myra går dette i sneglefart på grunn av mye vann og lite oksygen. Ja, så sakte går nedbrytingen at planterester hoper seg opp og pakkes sammen til karbonrik torv. Men noe er i ferd med å skje.

– Vi vet ikke om myrene fanger like mye karbon som før, eller om de kanskje til og med slipper ut mer CO2 til atmosfæren enn det de tar opp.

Det erkjenner forsker Norbert Pirk på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo.

– Vi vet ikke

Til nå har det ikke vært gjort kontinuerlige målinger av gassutslipp fra myr. Men et stort arbeid er i gang for å tette kunnskapshullene. Hvor mye betyr menneskers inngrep og et varmere klima? Norbert Pirk og kollegene hans studerer utslipp fra bakken på tre ulike steder: Finnmark, Finse og Trysil.

– Ingen vet nøyaktig hvordan naturlige landskaper, myr – også myr med permafrost – er påvirket av temperaturøkningen.

Evig frost?

Jo lenger mot nord, jo mer er myr og mineraljord preget av evig frost – permafrost. Også permafrosten fungerer som en enorm karbonfanger. Fordi nedbrytingen av planterester går svært sakte, har karbon fått hope seg opp gjennom tusener av år.

Forskerne anslår at permafrosten lagrer dobbelt så mye karbon som det finnes i atmosfæren.

Men hvor lenge vil den gigantiske fryseboksen for gamle rester av planter og dyr virke? Temperaturen stiger og ingen steder raskere enn på de nordlige breddegrader – i Arktis dobbelt så fort som gjennomsnittet ellers i verden.

Om permafrosten tiner, kan det gi store utslipp av drivhusgasser som igjen vil gjøre verden varmere og tine enda mer av permafrosten.  

Klimamodellene

Fram til nylig har permafrostens rolle i det store klimaregnestykket vært så å si fraværende i FNs klimarapporter. 

– Klimamodellene er derfor helt sentrale i dette prosjektet, forteller Norbert Pirk. Modellene forutsier hvordan klimaet blir i framtiden, basert på enorme mengder data og stor regnekraft.

– Målet mitt er å forbedre de globale klimamodellene.

– Det gjør jeg ved å sammenlikne modellerte utslipp fra myr og permafrost – med faktiske målinger.   

Måler i midten

Et stort registreringsarbeid er i gang. Forskeren viser til kolleger som måler innholdet av klimagasser i atmosfæren, og andre kolleger som undersøker det samme nede i bakken. Selv forsker han på det som befinner seg midt imellom.  

FORSKER Norbert Pirk bygger på en drone med meteorologisk måleutstyr. Han jobber med å utvikle nytt utstyr og nye metoder. – Målet mitt er å forbedre de globale klimamodelene, sier han. Foto: Ola Sæther 

– Hva som skjer akkurat der landoverflaten og lufta berører hverandre, er spesielt interessant å studere. Vi vet nemlig at det foregår mange viktige prosesser der, men mangler ennå mye kunnskap.

– Kanskje gir bakken fra seg vanndamp, CO2 eller metan – eller kanskje tar bakken opp disse gassene? Nøyaktig hva som skjer, er det jeg forsker på.

Pirk viser til at den mest effektive transportmekanismen er turbulens. Virvler i vinden («eddies») tar med seg gass til eller fra landoverflaten.

– Turbulens er kaotisk, men statistisk er den forutsigbar: Hvis virvler som går nedover mot bakken, har en lavere gasskonsentrasjon i gjennomsnitt enn virvler som går oppover, da vet vi at det foregår gassutslipp på bakken.

Med andre ord – en korrelasjon, eller kovarians, mellom vertikal vind og gasskonsentrasjon indikerer fluks på bakken, altså utveksling av gass mellom land og atmosfære.

– Til nå er det gjort få kontinuerlige målinger av fluksen over lengre tid, og det bidrar til usikkerhet i klimaberegningene.

En viktig begrensning har vært at gassutvekslingen varierer veldig i landskapet.

– Det er umulig å måle den turbulente gasstransporten overalt samtidig. Isteden prøver vi å finne ett representativt punkt hvor vi setter sensorer for vind og gasskonsentrasjon og måler virvlene som passerer forbi. Metoden vi bruker kalles Eddy-kovarians, forteller Pirk.

Hver halvtime

Forskerne plasserer en målemast i et økosystem, som ei myr. 20 ganger hvert sekund hele året måler den vind, gasskonsentrasjon og temperatur. Dataene regnes om til fluksestimater hvert 30. minutt.

– Da kan vi se hvordan gassene beveger seg, og så kan vi regne ut hvor mye som netto går opp eller ned i økosystemet.

Pirk og kollegene benytter også droner med sensorer for å måle den samme turbulente gasstransporten. En drone som flyr over et økosystem og anger opp signaler fra et mye større område.

Hvis den gjennomsnittlige gasskonsentrasjonen varierer med høyden, så indikerer det en bakkefluks.

– Til sist forsøker vi å sette all informasjonen sammen til ett bilde og estimere hva karbonbudsjettet er nå – og hvordan det kan forandre seg i framtiden.

Frossen myr

Et av forskningsprosjektene foregår i Finnmark, nærmere bestemt ved fjellet Iškoras i Karasjok kommune. For fire år siden ble automatiserte målestasjoner plassert ut der. I Finnmark finnes permafrost i store myrområder. Det er ikke alltid lett å se.

Når vi tror vi står på en kolle i dette terrenget, står vi kanskje på en pals – det vil si oppå flere meter med is. Pals er et låneord fra finsk og betegner forhøyninger med en kjerne av permafrost.

Når jorden i en slik pals fryser, fryser også vannet i jordsmonnet. Dermed sprenges jorden oppover og danner hauger som gjerne får et tynnere snødekke – og dermed fryser fortere enn resten av myra. Vann som fryser har en tendens til å suge til seg mer vann.

– Når en blanding av torv og vann begynner å fryse et sted i myra, trekkes mer vann til det samme stedet og blir til is. Gjennom århundrer kan det på denne måten bygge seg opp en flere meter høy pals, forteller Pirk.

Nærmer seg null

Finnmark er blant områdene i verden med permafrost der den årlige snittemperaturen nå nærmer seg null grader.

Pirks kollega ved samme institutt, førsteamanuensis Sebastian Westermann, har sammenliknet gamle flyfoto med tilstanden i dag.

– Siden 1960 har omtrent halvparten av permafrost-arealet i palsmyrene forsvunnet, konstaterer han. Trolig vil resten forsvinne i løpet av de neste femti årene.

– Permafrosten i palsmyrene er svært isrik. Når iskjernen tiner vil palsene mer eller mindre kollapse. Der de lå, danner det seg gjerne små vann. Med tiden gror mange av disse vannene til med ny myrvegetasjon, påpeker Westermann.

Ved Iškoras-fjellet måler forskerne karbondioksid og metan, temperatur og fuktighet.

– Når palsene tiner endrer landskapet seg – som igjen har med fluksene å gjøre. Det er helt ulik karbonsyklus på ulike stadier av landskapsendringen – andre planter, andre mikrober, annen temperatur, andre vannforhold, framholder Norbert Pirk.

Ved Iškoras finnes alle stadier av nedbryting. Det er supert for forskerne. Da kan de gjøre målinger der tiningen så vidt har startet, der den er godt i gang, og der permafrosten har forsvunnet – og dermed lære mer om hva som kan skje med palsmyrene i framtiden.

De små økosystemene ved Iškoras kan fungere som modellsystemer.

– Forskningen vi driver gir bedre oversikt, bedre data og dermed mer realistiske resultater.

– Det vi finner ut i Finnmark, kan si noe om framtidig utvikling i kaldere områder der opptiningen har kommet kortere, som Canada, Alaska og Sibir.

Forsker på Finse

Permafrost finnes også lenger sør i Norge. På snaufjellet omkring Finse er om lag ti prosent av bakken frossen året rundt. 

– Dette er alpin tundra med små områder med permafrost som vi må lete litt for å finne, forteller Pirk.

FLUKS PÅ FINSE: Flukstårnet på Finse tar kontinuerlige målinger av energi og CO2-utveksling (fluks) mellom lufta og tundraen på bakken. Systemet skal overvåke forandringer i fluksene i mange år framover. Foto: Norbert Pirk

I tilknytning til den meteorologiske masten som tilhører Meteorologisk institutts værstasjon, har UiO-forskerne foretatt fluksmålinger i fem år.

Alpin tundra forandrer seg svært fort. Temperaturen øker, det blir mer nedbør og skogen kommer nærmere. På Finse finnes det noen mindre myrer, men ikke like karbonrike som andre steder.

Forskerne foretar målinger for bedre å forstå hvordan alpine økosystemer oppfører seg, men også for å teste og videreutvikle Eddy-kovariansmetoden i slike komplekse og heterogene områder som Finse.

– På Finse er overflaten så variabel at det er vanskelig å finne ‘det representative punktet’ å plassere sensorene som skal registrere vind og gass. Det er en interessant utfordring for oss, sier Pirk.

Restaurerer myr

Grøfting, oppdyrking, skogplanting, torvuttak, utbygging. Minst hver tredje myr i Norge er ødelagt. Men nå er gjenopprettingen i gang, selv om ødeleggelsene fortsetter andre steder.

De siste fem årene er mer enn 80 drenerte myrområder restaurert. Etter hvert som myra blir våt og vokser, er håpet at den igjen blir i stand til å fange og lagre karbon. Men i hvilken grad?

– Norge har forpliktet seg til å redusere klimagassutslipp, og nå er det viktig å finne ut om restaurering av myr kan bidra positivt i klimaregnskapet vårt.

– Derfor deltar vi i et forskningsprosjekt i Regnåsen og Hisåsen naturreservat i Trysil kommune, forteller Pirk.

Der ligger to store myrer som ble drenert etter krigen for å dyrke fram skog.

I august i år starter restaureringen av den ene myra i regi av Miljødirektoratet. Den andre skal forbli som den er, og dermed kan forskerne sammenlikne. Arbeidet med å tette de gamle grøftene vil forhåpentlig heve vannstanden til det normale.

– Å gjennomføre en storskala-restaurering av myr fungerer som et fantastisk eksperiment for oss forskere, for vanligvis studerer vi naturlige overganger. I dette prosjektet kan vi følge utviklingen fra dag til dag og studere effektene.  

Allerede for to år siden ble det plassert ut måleutstyr som siden har samlet inn data.

To Eddy-kovarianstårn ble satt opp, de måler CO2- og metan-flukser, mens to sett automatiske kamre i tillegg måler utslipp av lystgassen N₂O. Da kan forskerne over tid følge med på i hvilken grad restaurering av myra fører til reduksjon av klimagassutslipp.

Lang tid

Det har tatt flere tusen år å bygge opp torvmassene som finnes i de dypeste myrene, og det er derfor ikke enkelt å tilbakeføre dem fungerende økosystemer som binder karbon.

– Når grøftene fylles igjen, vil vi helt sikkert se endring i fluksene, men i hvilken retning karbonbudsjettet går, tør jeg ikke si. Når vannstanden øker, kan vi forvente større metanutslipp som kan motvirke effekten av karbonopptak på kort sikt.

– Kanskje finnes plantearter som ikke tåler det nye vannivået så godt, og det kan gjøre at de tilfører økosystemet mindre karbon, som igjen kan påvirke metanproduksjonen. Det vil ta mange år før alt har kommet inn i en ny likevekt, tror Pirk.

– På sikt regner vi med å bruke resultatene fra overvåkingen til å si noe om endringer i klimagassutslipp fra restaurert myr i Norge.

– Vi tror resultatene våre vil vekke interesse også internasjonalt. 

Av Trine Nickelsen
Publisert 10. nov. 2022 13:53 - Sist endret 23. nov. 2022 13:09
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere