Zelfversterkend effect
Klimaatverandering treft het Noordpoolgebied onevenredig hard. De kustlijn stort op sommige plekken met meer dan tien meter per jaar in de zee. Ook groeien de zogeheten dooikraters, waarbij het permafrostlandschap dooit en inzakt als een kinderijsje in de hete zon, snel in omvang en aantal. Hierdoor worden dorpen en gemeenschappen in het Arctisch gebied hard getroffen. Permafrost zit vol met organisch koolstof: plantenresten die al sinds de laatste ijstijd bevroren in de bodem zitten. Het dooien van de permafrost zorgt ervoor dat dit materiaal kan afbreken tot broeikasgassen CO2 en methaan, wat een zelfversterkend effect kan hebben op de opwarming van het Noordpoolgebied.
Erosie kustlijn en rivieroevers
Vooral langs rivieren en de kust van de Arctische Oceaan gaat het dooien van de permafrost steeds sneller door erosie van de kustlijn en de rivieroevers. Een deel van het organisch koolstof dat hierbij vrijkomt wordt afgebroken, maar een deel komt ook terecht in rivierafzettingen en het sediment van de zeebodem, wat het organisch koolstof weer vastleggen voor een langere tijd. Jongs onderzoek in Canada en Siberië laat zien dat alle soorten organisch koolstof geïntegreerd onderzocht moet worden. Het deel dat opgelost is in het water, het deel dat als deeltjes in het water drijft en het deel dat in het sediment zit. Uit zijn onderzoek blijk dat elk deel anders reageert op transport van land naar zee, onderweg op een andere manier wordt verwerkt en dat er een specifieke aanpak van onderzoek nodig is.
Transitiezones cruciale rol
De onderzoekers zien ook dat twee ‘transitiezones’ onderweg van land naar zee – van bevroren materiaal naar ontdooit, en van zoetwatersysteem naar zee – een cruciale rol spelen in de afbraak van organisch koolstof uit permafrost. Verder ontdekte Jong dat een combinatie van methodes nodig is als er monsters van verschillende plekken vergeleken moeten worden - een sedimentmonster van de zeebodem is niet één op één te vergelijken met een rivieroevermonster, een permafrostmonster, of een watermonster. Jong ontwikkelde deze methodes verder en adviseert het gebruik van vergelijkbare methodes.
Veldwerk in Canada en Siberië
Jong voerde zijn onderzoek uit in Canada en Siberië waar hij monsters nam van het hele transportsysteem van permafrost afkomstig materiaal; van de nog bevroren permafrost, de ontdooide moddervlaktes en modderstromen, beekjes en rivieren, rivierdelta’s en kustgebieden en de open oceaan. Hij filterde watermonsters gefilterd om het opgeloste materiaal van het ronddrijvende materiaal te scheiden en nam sedimentmonsters van de rivieren en zeebodem. In het lab deed hij geochemische en sedimentologische analyses om het organisch materiaal in het water, op filters en in het sediment te karakteriseren om te kijken welk deel uit permafrost komt en welk deel moderne planten- en algenresten zijn, of aan het meten van verschillende ‘biomarkers’ om te kijken hoe vers het organische materiaal nog is. Deze analyses lieten zien dat een deel van het organisch koolstof uit de permafrost inderdaad weer opgeslagen wordt op de zeebodem, maar ook dat het grootste deel onderweg verloren gaat.