Varför Arktis värms upp så snabbt och varför det är så alarmerande

I lördags firade invånarna i Verkhoyansk i Ryssland sommarens första dag med temperaturer på 100 grader Fahrenheit. Inte för att de kunde njuta av det, egentligen, eftersom Verkhoyansk ligger i Sibirien, hundratals mil från närmaste strand. Det är mycket, mycket varmare än vad städer innanför polcirkeln brukar få. De 100 graderna verkar vara ett rekord, långt över den genomsnittliga junihöjningstemperaturen på 68 grader. Ändå är det troligt att invånarna i Verkhoyansk kommer att få se det rekordet brytas igen under sin livstid: Arktis värms upp dubbelt så snabbt som resten av planeten – om inte snabbare – vilket skapar ekologiskt kaos för de växter och djur som bor i norr.

”Händelserna i helgen – de senaste veckorna, egentligen – med värmeböljan i Sibirien, saknar motstycke när det gäller omfattningen av de extrema temperaturerna”, säger Sophie Wilkinson, som är forskare på skogsbränder vid McMaster University och studerar torvbränder i norr, vilka i sig själva har blivit ovanligt frekventa under de senaste åren i takt med att temperaturen stiger.

Den extrema uppvärmningen i Arktis, som kallas arktisk förstärkning eller polarförstärkning, kan bero på tre faktorer. För det första förändras regionens reflektionsförmåga, eller albedo – hur mycket ljus som studsar tillbaka ut i rymden – i takt med att världen värms upp. ”Vad vi har sett under de senaste 30 åren är en relativt dramatisk minskning av havsisen på sommaren”, säger Isla Myers-Smith, ekolog på University of Edinburgh, som studerar den globala förändringen och studerar Arktis.

Då isen är vit, reflekterar den solens energi, något som du förmodligen redan är bekant med när det gäller att hålla dig sval på sommaren. Om du var tvungen att välja vilken färg på t-shirten du skulle ha på dig när du vandrar en varm dag, säger hon, ”skulle de flesta av oss välja den vita t-shirten, eftersom den reflekterar solens värme på vår rygg”. På samma sätt säger Myers-Smith: ”Om havsisen smälter i Arktis kommer den vita ytan i havet att försvinna, och det som kommer att exponeras är en mörkare havsyta som absorberar mer av solens värme.”

Detta värmer regionens vatten och kan eventuellt höja temperaturen på land också. Havsisen återkommer också senare på hösten eftersom det tar längre tid för temperaturen att sjunka, delvis på grund av att det tar längre tid för värmen som är instängd i det isfria havet att försvinna. ”Även om havet fryser till igen på vintern”, säger Myers-Smith, ”är det ett tunnare lager som kan smälta bort nästa sommar, i stället för som det brukade vara förr, dvs. ett mycket större pack av havsis som stannade kvar hela sommaren.”

Detta hänger ihop med den andra faktorn: förändrade strömmar. Havsströmmar för normalt in varmare vatten från Stilla havet, och kallare vatten går ut från Arktis till Atlanten. Men dessa strömmar kan förändras eftersom mer smältande is injicerar sötvatten i Norra ishavet, som är mindre tätt än saltvatten och därför flyter ovanför det. Den saknade isen gör också att ytvattnet utsätts för mer vind, vilket ökar hastigheten i Beaufort Gyre i Arktis, som fångar upp det vatten som normalt skulle ha hamnat i Atlanten. Denna acceleration blandar upp kallare sötvatten vid ytan och varmare saltvatten under ytan, vilket höjer yttemperaturen och ytterligare smälter isen.

Oceanströmmar påverkar vädret, en tredje faktor. Mer specifikt driver de den kraftfulla polära jetströmmen, som förflyttar varma och kalla luftmassor runt det norra halvklotet. Detta är en produkt av temperaturskillnaderna mellan Arktis och tropikerna. Men i takt med att Arktis värms upp, böljar jetströmmen nu vilt norrut och söderut. Detta har tillfört Arktis varm luft på sommaren och USA extremt kall luft på vintern, som under ”polarvirveln” i januari 2019.

”Det som händer just nu i Sibirien är att detta högtryckssystem och denna varma luftmassa flyttas upp söderifrån”, säger Myers-Smith. ”Och sedan stannar det bara upp där ute och sitter där. Vi har sett den typen av vädermönster oftare under de senaste åren.” Att den varma luften hänger över Arktis under sommaren äventyrar ytterligare havsisen som borde hålla sig under hela säsongen, liksom frusen jord som kallas permafrost (mer om det om en stund).

Dessa varma luftmassor kan också komma på vintern, vilket kan få allvarliga konsekvenser för de arktiska ekosystemen. Om all snö på marken börjar smälta och sedan fryser igen kommer den att bilda ogenomträngliga lager av is. ”Det har förekommit ganska dramatiska minskningar av renar och karibuer på olika platser, eftersom man får dessa tjocka islager och de inte kan gräva sig igenom för att komma åt växterna”, säger Myers-Smith.

Och de ekologiska följderna slutar inte där. Havsisen tenderar att producera dimma eftersom den kyler det lokala klimatet och skapar en variation mellan luftens och havets temperatur. När det är svalare växer växterna långsammare. Dimman förändrar också ljusförhållandena – den är mer diffus än direkt solljus. Om dimman är mycket tjock får växterna inte lika mycket ljus. ”Men om det är lättare dimma kan det faktiskt hjälpa växterna lite grann, eftersom växterna klarar fotosyntesen bättre när de får mer diffust ljus”, säger Myers-Smith. Att förlora havsisen kommer alltså att få spridningseffekter även över land, med ekologiska konsekvenser som Myers-Smith och hennes kollegor bara har börjat utforska.

Vad de har funnit är att Arktis faktiskt blir grönare i takt med att det blir varmare. Att ha ett nyligen grönskande norr låter härligt, men kan i själva verket vara ett allvarligt problem för planeten. Det är inte så mycket att invasiva växtarter flyttar in i Arktis som att samhället av inhemska arter förändras. Högre buskar växer till exempel rikligare, vilket gör att mer snö fastnar mot marken på vintern så att den inte blåser över tundran. Detta isolerande lager kan innebära att kylan inte kan tränga in i marken, vilket kan förvärra upptiningen av permafrosten, som släpper ut växthusgaser som värmer upp planeten ytterligare.

När denna permafrost tinar kan det förändra salthalten och den allmänna kemin i det vatten som strömmar genom en arktisk miljö. ”Dessa nordliga jordar innehåller också stora lager av kvicksilver som har varit fruset under lång tid”, säger David Olefeldt från University of Alberta, som studerar permafrost. ”Vi vet inte riktigt i vilken utsträckning kvicksilver kommer att mobiliseras och kunna röra sig nedströms, där det naturligtvis kan röra sig in i näringsväven och fisken, vilket sedan skulle påverka ursprungsbefolkningen och den lokala markanvändningen.”

Olefeldt och hans kollegor har upptäckt att en del av permafrosten tinar så snabbt att den kollapsar och skapar enorma hål i landskapet, ett fenomen som kallas termokarst. ”Det blir till våtmarker som inte är fasta, vilket är något som påverkar rörligheten för både människor och djur som drivs i boskapshjordar”, säger Olefeldt. ”I stora delar av Arktis finns det karibo- och renskötsel som påverkas om marken förlorar sin fasthet.”

Här kommer en annan vändning: Mer växttillväxt i Arktis innebär att växtligheten binder mer koldioxid via fotosyntesen. Men på det hela taget tror forskarna att det inte balanserar effekterna av de växthusgaser som frigörs när permafrosten tinar. ”Ja, det finns mer kol i de här växterna när man får fler buskar och mer tillväxt och mindre bar mark”, säger Myers-Smith. ”Men genom att permafrosten tinar och andra faktorer förlorar vi också kol från marken. Och den mängd vi förlorar kompenseras förmodligen inte av den ökade växttillväxten.”

En annan fråga som Myers-Smith och hennes kollegor undersöker är vad denna förändring av vegetationen kan innebära för vilda djurarter. Älgar och bävrar, till exempel, är beroende av vedartade buskar som föda – och i bäverns fall som byggnadsmaterial. ”Båda dessa arter har under de senaste åren setts oftare på tundraområden. De verkar flytta sina områden norrut”, säger Myers-Smith. ”Det har också konsekvenser för de vilda djurarter som lever i tundraekosystem. Det finns alltså potentiellt intressanta interaktioner på spel där.” Bävrarna kan till exempel konkurrera med lokala arter om mat och förändra vattenflödet i dessa livsmiljöer genom att bygga dammar.

Ovanpå att de måste hantera nykomlingar är de inhemska djurarterna i Arktis inte utrustade för att hantera en sådan förlamande värme. ”Den typ av temperaturer som de ser i Sibirien just nu, upp till 100 grader Fahrenheit, är en temperatur som skulle stressa ut de flesta arktiska djur ganska allvarligt”, säger Myers-Smith.

Lustigt nog kan arktiska växter vara bättre utrustade för att klara av den stekande värmen. Klimatet i den här delen av Sibirien liknar delar av Alaskas inland, där vinterns kyla naturligt övergår i högre temperaturer på sommaren. ”Det är ganska extremt. Det slår rekord – men det är inte så mycket högre än de maximala temperaturer som förmodligen skulle ha upplevts någon gång i regionen”, säger Myers-Smith. Det betyder att växterna sannolikt redan är anpassade till sådana svängningar i norr. Många av dem är ganska korta, så de håller sig isolerade i snötäcket på vintern och slipper den kvävande vinden när det är varmare. Lövfällande växter i denna region släpper sina blad på vintern för att undvika skador, medan vintergröna växter använder tuffa, köttiga blad som står emot både kyla och värme.

Men växterna har små chanser mot en annan konsekvens av ett varmare Arktis: torvbränder. Torv är en kladdig jordart som består av lager av långsamt sönderfallande växtmaterial. När torven torkar ut, vilket den gör allt oftare i norr, förvandlas den till ett kolrikt bränsle. Det räcker med ett enda blixtnedslag för att utlösa en pyrande eld, som tränger djupare och djupare in i torvlagren, sprider sig långsamt över ett landskap och antänder vegetationen ovanför. För varje hektar brinnande torv kan 200 ton kol spridas ut i atmosfären. (Som jämförelse släpper en vanlig bil ut 5 ton per år.) Eftersom Arktis värms upp så snabbt flyttar åskväder – som bildas när varm, fuktig luft stiger upp och möter kall luft ovanför – allt längre norrut. Det innebär att blixten nu slår ner bara några hundra mil från Nordpolen.

Det märkliga är att dessa pyrande torvbränder kan övervintra och förvandlas till ”zombiebränder”. ”De fortsätter att brinna i markprofilen under vintern, även om det finns snö och andra vinterprocesser som pågår, säger Wilkinson, forskare på vilda bränder vid McMaster University. ”När markytan sedan torkar ut igen har de förmågan att i princip återuppstå, och det är därifrån definitionen ’zombie’ kommer. Och då börjar man i princip på bakfoten, eftersom man måste ta itu med fjolårets bränder innan man ens har de nya antändningarna i år.”

Och så växer det fram ett oroande porträtt av ett nytt Arktis. Den skyddande isen minskar. Allt hårdare värmeböljor torkar ut mer vegetation, vilket ger bränsle till fler massiva skogsbränder. När torvbränder antänds av blixten under sommaren kan de överleva under jorden under vintern och återuppstå nästa år. Djurarter är på väg bort. Arktis blir grönare, och det understryker en sorglig verklighet: Jordens nordliga områden genomgår en massiv förändring.

”Det är verkligen en tid utan motstycke”, säger Wilkinson. ”Varje gång vi tror att det har inträffat en stor händelse eller en stor anomali tenderar det att komma något som följer efter och överskuggar det året därpå.”

Mer fantastiska WIRED-historier

• Vi kan skydda ekonomin från pandemier. Varför gjorde vi inte det?
• Retrohackare bygger en bättre Nintendo Game Boy
• Landet öppnar sig igen. I’m still on lockdown
• Hur du städar upp dina gamla inlägg i sociala medier
• Walmart-anställda är ute för att visa att deras stöldskyddande AI inte fungerar
• 👁 Är hjärnan en användbar modell för AI? Plus: Få de senaste AI-nyheterna
• 🏃🏽♀️ Vill du ha de bästa verktygen för att bli frisk? Kolla in vårt Gear-teams tips på de bästa fitness trackers, löparutrustning (inklusive skor och strumpor) och de bästa hörlurarna

.