De ontdekking onderstreept dat er niet alleen CO2 en methaan uit de ontdooiende bodem lekt; we moeten ook zeker de uitstoot van lachgas niet onderschatten.

We zijn al een tijdje op de hoogte van een probleem. Door de opwarming van de aarde ontdooit permafrost: een voorheen permanent bevroren bodem die we vooral kennen uit het Arctisch gebied. Hierdoor komt er methaan en koolstofdioxide vrij, dat er al voor duizenden jaren in opgeslagen zat. Deze gassen dragen op hun beurt weer bij bij aan de opwarming van de aarde. Onderzoekers komen nu in een studie tot een nieuwe zorgelijke ontdekking. Want dooiend permafrost in Siberië blijkt nog een ander gevaarlijk broeikasgas de atmosfeer in te pompen: lachgas.

Meer over lachgas
Op dit moment pompt de mensheid aanzienlijk wat broeikasgassen de atmosfeer in die een belangrijke bijdrage leveren aan de opwarming van de aarde. Iedereen kent natuurlijk het befaamde broeikasgas koolstofdioxide, maar ook methaan draagt bij aan de versterking van het broeikaseffect. Het derde belangrijkste broeikasgas is distikstofoxide (N2O, een anorganische verbinding van stikstof en zuurstof), ook wel bekend als lachgas, dat in de bodem wordt geproduceerd door microben. En ook dit gas is bijzonder schadelijk. De broeikaswerking van lachgas is zelfs bijna 300 keer groter dan die van CO2.

In de studie onderzochten wetenschappers de rivieren Lena en Kolyma, gelegen in het noordoosten van Siberië. Het is namelijk bekend dat het permafrost langs deze rivieroevers in rap tempo wegkwijnt. Hierdoor komt er zogenaamd ‘yedoma-permafrost’ bloot te liggen: een organisch rijke permafrost dat nog uit het Pleistoceen-tijdperk stamt. Deze oeroude bevroren ‘modder’ waande zich hier voor duizenden jaren veilig, maar blijkt nu in rap tempo te ontdooien.

Lachgas
Aanvankelijk stootte dit onlangs ontdooide yedoma weinig lachgas uit. Maar in minder dan een decennium zijn de hoeveelheden die de atmosfeer in worden gepompt, ineens bijzonder snel toegenomen. Uit nieuw onderzoek blijkt zelfs dat de uitstoot van lachgas tussen de 10 en 100 keer hoger ligt dan tot nu toe werd gedacht. En dat terwijl yedoma-permafrost zich uitstrekt over meer dan een miljoen vierkante kilometer land op het noordelijk halfrond. Met name het hoge ijsgehalte van yedoma maakt het kwetsbaar voor abrupte dooi, waardoor er veel lachgas vrijkomt.

Landbouwgrond
Het is een opmerkelijke ontdekking. Doorgaans zien we namelijk hoge lachgas-emissies in landbouwbodems, waar de beschikbaarheid van minerale stikstof hoog is. Omdat de stikstofkringloop in koude, Arctische bodems echter traag is, werd de lachgas-uitstoot in dergelijke gebieden voorheen als ‘verwaarloosbaar’ beschouwd. Maar niets blijkt minder waar. Het bewijs dat lachgas namelijk uit permafrost bodems vrijkomt, stapelt zich op. Bovendien neemt deze emissie met de opwarming van de aarde, verstoorde vegetatie en de dooi van permafrost, almaar toe.

Waarschuwing
“Dit is een belangrijke waarschuwing voor de mogelijke klimatologische gevolgen,” zegt onderzoeker Maija Marushchak in gesprek met Scientias.nl. “Dat komt omdat de uitstoot van lachgas een klimaatopwarmend effect kan hebben.” Maar er is niet alleen maar slecht nieuws. “Aan de andere kant zou het mogelijk ook het klimaat kunnen koelen,” zegt Marushchak. “Dat gebeurt wanneer de extra stikstof die uit permafrost lekt doeltreffend door planten wordt opgevangen, die dit weer gebruiken om te groeien en in dat proces meer kooldioxide uit de atmosfeer opnemen. Niemand weet echter op dit moment welk effect sterker zal zijn.”

Grassen
Opvallend is dat in de onderzochte gebieden met name lachgas uit ontdooid yedoma ontsnapt waar grassen groeien. “Hoewel de planten daar een groot deel van de reactieve bodemstikstof opnemen, zagen we hier de hoogste N2O-uitstoot,” vertelt Marushchak. “En dat terwijl in eerdere studies juist de hoogste N2O-emissies gevonden zijn in bodems waar geen planten groeien. Dit laat zien hoe omvangrijk stikstof beschikbaar is in oude yedoma-sedimenten. Er zit zelfs zoveel stikstof in, dat het de behoefte van microben en planten overtreft. Hierdoor gaat de overgebleven stikstof in de atmosfeer verloren. Daarnaast komt het in rivieren en meren terecht en bereikt het zelfs via een uitgebreid Arctisch rivierennetwerk de Noordelijke IJszee. Kortom, de uitstoot van lachgas is als zodanig belangrijk, maar de algemene implicaties reiken veel verder.”

Wat te doen?
De vraag is natuurlijk of we iets kunnen doen om te voorkomen dat er nog meer lachgas uit eeuwenoud en ontdooid permafrost lekt. “Helaas bestaan er geen directe manieren om te voorkomen dat permafrost ontdooit in de uitgestrekte, afgelegen arctische gebieden om zo de daarmee gepaard gaande uitstoot van broeikasgassen te verminderen,” vertelt Marushchak desgevraagd. “De enige manier om permafrost te beschermen, is als we erin slagen onze eigen uitstoot als gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen en landgebruik te beperken. Voor specifiek N2O-emissies moeten we ons op de landbouw richten. De landbouw is namelijk een belangrijke bron van N2O en is met name verantwoordelijk voor de toename van de atmosferische N2O-concentratie in de afgelopen decennia.”

Al met al is de studie voornamelijk een omschrijving van een observatie. Er zal in de toekomst nog veel meer onderzoek uitgevoerd moeten worden om in kaart te brengen hoeveel stikstof in de koude, Siberische landschappen opgeslagen zit, hoe snel lachgas vrijkomt en wat de effecten kunnen zijn voor de opwarming van de aarde en de ecosystemen als geheel.