Det er en solskinsdag i august, og jeg skyhøje i en helikopter med to jordforskere højt over Canadas Mackenzie-floddelta. Når vi hugger adskillige miles nordpå tættere på det arktiske hav, kigger jeg ud af vinduet og prøver at få et glimt af den majestætiske muskox, grizzlybjørne eller andre dyr, der gør deres hjem blandt de spredte canadiske skove med spidske Dr. Seussian-træer.
Karismatiske pattedyr er imidlertid ikke det, vi er her for. Geochemist Geoff Wheat og hans tekniker Trevor Fournier fra University of Alaska Fairbanks er på udkig efter noget langt mere subtilt i det overraskende frodige landskab nedenfor: “Bubbles, ” siger hvede og peger på en af bogstaveligt talt tusinder af søer under os. ”Det er den sø, vi skal hen.”
Jo, de er måske ikke så spændende som grizzlies. Men disse bobler er fulde af metan, og hvede og Fournier er her som medlemmer af et større internationalt samarbejde, der prøver at måle mængden af denne potente drivhusgas, der svimler ud af søerne. Dette er hvedens fjerde tur til regionen siden 2014, hvor han studerer spormængder af metaller i søvand og sedimenter, der kan give information om metanopbygning. I resten af året arbejder parret primært sammen om dybhavsprojekter.
At finde ud af, hvor meget methan der forlader søerne, er afgørende. Selvom mindre udbredt i atmosfæren er end kuldioxid, er metan omtrent 30 gange mere kraftfuld af en varmefangstgas og har allerede udgjort omkring en sjettedel af den nylige klimaopvarmning ifølge NASA. Desuden forventes metan, der trænger ind i atmosfæren fra mikroorganismer i søer og vådområder, for hver grad, hvor Jordens temperatur stiger, at stige - hvilket forværrer det samlede problem.
I det canadiske arktiske bygger denne gas sig op i søerne hver vinter under et tykt islag. Kom forår, at låg smelter, og metan slipper ud i luften ovenfor. Multipliser denne effekt over de forbløffende 55.000 søer i dette enorme delta - en af de største i Arktis - og vægten af drivhusgassen, der braster ud hvert år, kunne ballon til op til 10 teragram.
Som reference er det vægten af mere end 1 million elefanter.
”Det ville være en meget betydelig del af den globale metanflux til atmosfæren, der lige kommer fra dette ene delta, ” siger Beth Orcutt, en oceanograf ved Bigelow Laboratory for Ocean Sciences i East Boothbay, Maine og en af Wheat's samarbejdspartnere.
Orcutt siger “ville”, fordi hun og hendes team mener, at klimamodeller måske alvorligt undervurderer den rolle, som metan i dette delta spiller i den globale klimaopvarmning. Som et resultat ser de deres arbejde som at have alvorlig hastegang. Og alligevel, selvom opvarmningen i denne region fremskyndes - med veje, der løber rundt og samfund, der krymper for at sikre deres bygninger på optøet jord, er føderale finansieringer til klimaforskning blevet sværere at komme med.
For at bøje deres projekt tager teamet en unik samarbejde, der inkluderer amerikanske og canadiske forskere inden for geologi, mikrobiologi, limnologi (studiet af søer) og oceanografi. Alle disse forskere er i tæt forbindelse med indfødte samfund inden for de canadiske nordvestlige territorier. ”Jeg synes, det er usædvanligt, at en dybhavsforsker er involveret i arktiske søer, ” siger Lance Lesack, et teammedlem og limnolog ved Simon Fraser University i British Columbia, og henviser til Orcutt og hvede. ”Men det er meget fornuftigt at besvare spørgsmål, som vi ikke har været i stand til at svare på nogen anden måde, ved at samarbejde.”
At slutte sig sammen på denne måde udnytter midler, viden og erfaring, tilføjer Lesack. Faktisk siger mange forskere, at sådanne kreative samarbejder muligvis er den mest lovende vej fremad, når klimaforskere kæmper for at fortsætte med at arbejde i et af verdens hurtigst skiftende miljøer. Hvilket er en god ting, fordi med de føderale fonde, der aftager, har disse forskere og samfund måske ikke andet valg end at slå sig sammen.
Trevor Fournier opsamler en vandprøve i en sø, vi helikopterede til i det ydre Mackenzie-floddelta. (Laura Poppick) ...
Når vi flyver ind i Inuvik, en afsides by på 3.000 mennesker og holdets hjemmebase, bliver jeg ramt af den brændende lugt af skovbrande fra en afstand. Eftermiddagsvarmen når næsten 80 grader Fahrenheit, som ikke afkøles meget i det døgnåbne sollys, der kendetegner den arktiske sommer. Men tal med de lokale, og de siger, at sådanne varmebølger er blevet mere almindelige i de senere år.
Albert Elias, en ældste, der er Inuvialuit, eller vestkanadisk inuit, voksede op på jagt på jorden. Han siger, at timingen af jagtsæsoner er dramatisk skiftet i hans levetid, med forårstidens kariboujagt, der starter en måned tidligere, end det plejede at gøre, og efterårets fiskeri startede en måned senere. At komme til og fra jagtområder er også blevet farligere.
”Der er masser af erosion på kysten og på deltaet og overalt. Det er virkelig dårligt, ”siger Elias.
Videnskabsfolk som Lesack begynder at nå ud til ikke-videnskabsborgere som Elias, der bor i regionen året rundt, allerede har følt virkningerne af opvarmningen og har deres egen intime viden om det land, der vil hjælpe med at binde stykkerne i den opvarmende puslespil sammen.
Lesack har studeret søer i regionen hvert år siden 1989. Disse søer spænder i størrelse fra større end en fodboldbane til størrelsen på en halv tennisbane, og kurve i former, der ligner ulige kropsorganer. Det slående pockmarkede landskab er unikt for Arktis og har skabt et biologisk hotspot til tusinder af indlejrede vandrende strandfugle, rensdyr, arktisk røje og andre dyr.
Lesack har konstateret, at tidspunktet for isopbrud på Mackenzie-floden og de omkringliggende søer også er blevet tidligere, siden han begyndte at studere regionen. De mange søer dannes som et resultat af såkaldt isstopning på floden, der forekommer hvert forår. I denne proces bryder is op fra det varmere syd mod nord - i samme retning som floden flyder - hvilket skaber en dæmning, når den samler sig nedstrøms.
Dette sender en bølge af is, der gradvis bryder op og bevæger sig mod det arktiske hav, siger Lesack. ”Når dette sker, rygter vandet op bag isen og bevæger sig ud i alle disse kanaler, ” hvor det strømmer ind i søer, tilføjer han.
Orcutt og hvede har slået sig sammen med Lesack for at studere denne region i de seneste år og har med sig en innovativ, men alligevel simpel vandprøvetagningsenhed kaldet en OsmoSampler, som de bruger til deres ikke-relaterede dybhavsundersøgelser. Denne enhed er i stand til at opsamle kontinuerlige vandprøver over måneder eller år uden strømkilde. Denne enhed består af en spole med smalt rør på ca. 1 millimeter i diameter forbundet til en såkaldt osmotisk pumpe. Pumpen - lynlåstbundet med spolen i en plastmælkekasse - indeholder friske og saltvandskamre adskilt af en membran.
Opfundet af forsker Hans Jannasch ved Monterey Bay Aquarium Research Institute i 1990'erne er de største fordele ved OsmoSampler dens enkelthed og evnen til at indsamle kontinuerlige vandprøver uden strøm. Hver dag drypper ferskvand opad i saltvandskammeret via osmose, og passivt trækker vand fra miljøet ind gennem den anden ende af det smalle rør.
”I disse fjerntliggende områder ville det være totalt upraktisk for nogen at gå ud en gang om ugen for at udføre denne slags arbejde, ” siger Orcutt. ”Så det er fordelen ved det, vi prøver at gøre.”
Søer i Mackenzie-floddeltaet udgør samlet 50 procent af landområdet inden for deltaet. (Laura Poppick) ...
Over adskillige dage i august sluttede jeg mig med teamet i både indsamling og udrulning af disse prøvetagere på søer tæt på Inuvik og andre i det ydre delta, kun tilgængelig med helikopter.
Implementeringen er behageligt enkel. Et teammedlem tager en GPS-læsning og en måling af vanddybden, så de kan finde den mange år fra nu, og vi er på vej. At hente en OsmoSampler, der blev implementeret sidste år, er også ret ligetil. Vi følger et GPS-punkt, hvor det skal være, og fisk rundt med en metalstang indtil vi rammer den velkendte følelse af en mælkekasse. Når alt går glat, tager hele processen imponerende fem minutter.
Men selvom OsmoSamplers er enkle at installere og billige at opbygge (materialer til en koster omkring $ 1.000), er det faktisk en anden historie at få samplerne til det sted, hvor de skal være. At leje en helikopter på kun en dag kan koste 10.000 dollars, siger Wheat. Holdet skal også faktor i omkostningerne til udstyr ved Inuviks Aurora Research Institute (ARI), deres hjemmebase, der er tilknyttet Aurora College, hvor de lejer både, laboratorieplads og andet værktøj og sikkerhedsudstyr, der kræves for at overvinde forhindringer, der forventes, når de arbejder i en fjerntliggende miljø.
Og vi stødte bestemt på forhindringer. På min første dag ude på en sidekanal af Mackenzie-floden med tre medlemmer af teamet, stødte vi på en bæverdam, der spænder over hele bredden af den 10 fod brede kanal. Oftest nedsænket under vand og uden beboer i øjet i syne, bestod konstruktionen af tykke pinde fra omgivende tandstikkerlignende træer stablet for højt til at vi kunne passere.
”Åh, bævere, ” siger Hadley McIntosh, en ph.d.-kandidat i miljøkemi ved University of Maryland, der havde været nede på denne rute før.
I forudse denne hindring kom teamet forberedt med en handsaw.
”Jeg er på det, ” siger Wheates tekniker Trevor Fournier, klædt i brystvadderne, mens han hopper ud af motorbåden og manøvrerer os over de neddykkede bjælker, mens Lesacks kandidatstuderende Mitchell Bergstresser løfter motoren.
Vi kommer over dæmningen uden engang at have savet saven. Men så opdager vi, at motoren ikke starter. Jeg ser ansigt til ansigt og prøver at vurdere sværhedsgraden af situationen via kropssprog. Alle synes temmelig rolige; når alt kommer til alt har vi (på en eller anden måde) celletjeneste herude og kunne kræve hjælp om nødvendigt. Men alt, hvad jeg kan tænke, var, at vi havde sejlet mere end en time op ad floden fra Inuvik og nu var mange kilometer fra enhver civilisation, i det primære grizzlybjørns territorium.
Resten af holdet virker upåvirket af hændelsen. Efter en times fejlfinding og med et nyt par tændrør installeret, kører vi videre med Fournier, der springer ud og trækker os adskillige gange over de lave segmenter af kanalen. Når vi endelig kommer til søen, vi er på vej mod, peger McIntosh med glæde på vandet ved siden af båden.
”Bobler, ” siger hun med et smil.
Metanboblerne kommer fra to forskellige kilder i disse søer, forklarer McIntosh. De kan lække ud af dybe underjordiske puljer af naturgas, boblende gennem sprækker i jorden, som historisk set er blevet forseglet fra atmosfæren med meter frosset jord. Når denne jorden optøer, siver metan ud, et fænomen, der allerede er blevet observeret i dette delta såvel som Alaska, Grønland og andre dele af Arktis.
Selve optøningsgrunden bliver også en kilde til metan, fordi den kan indeholde organisk materiale, som mikrober kan feste på - og metan er et biprodukt af mikrober, der spiser deres mad. McIntosh sammenligner denne proces med mikroberne, der spiser en optøet hamburger. ”Det er lettere at spise en hamburger end en isterning, ” siger hun. "Så da der er flere hamburgere, der tiner, er der potentialet for, at der produceres mere metan."
Mitchell Bergstresser styrer os ned ad en sidekanal af Mackenzie-floden med træer, der falder ned i floden. (Laura Poppick) ...
I det vestlige Canada og Alaska er ordet "permafrost" hurtigt ved at blive en misnomer. Mere og mere optøer permafrost i denne region - et af de hurtigste opvarmningssteder i Arktis. Vintertemperaturerne er steget med en alarmerende 3 til 4 grader celsius i løbet af de sidste 50 år, og permafrost er sneget sig nordpå og har varmet ca. 2 grader celsius siden 1980'erne, ifølge en rapport fra Arctic Monitoring and Assessment Program.
Dette udfordrer ikke kun livet for mennesker og dyreliv, der skaber et hjem her oppe, men det bidrager også alvorligt til opvarmningen, der forårsager optøning på verdensplan. Desværre er den stadig mere dramatiske ændring ikke blevet mødt med mere, men med mindre føderal finansiering til klimavidenskab, forklarer hvede, mens vi båd rundt om søen, vi helikopterede til flere dage senere.
I år reducerer det foreslåede føderale budget finansieringen til EPA med 31 procent, hvilket vil have en dominoeffekt på andre finansieringskilder, siger Wheat. ”Når EPA bliver ramt, er den første ting, der virkelig bliver ramt, alt finansieringen af universitetet, ” siger Wheat. Efterhånden som finansieringen til universiteter fra et agentur falder, oversvømmer tilskudsansøgninger andre agenturer, såsom National Science Foundation, som derefter bliver mere konkurrencedygtige.
For at sikre, at deres arbejde i Mackenzie-floddeltaet fortsætter, forventer hvede i stigende grad at se til private fonde snarere end den føderale regering for finansiering, herunder stiftelserne WM Keck og Gordon og Betty Moore. Men han er bekymret for, at manglen på statsfinansiering vil skade den næste generation af videnskabsmænd, der muligvis ikke får de færdigheder, der er samlet ved at komme ud i marken, der ikke kommer fra at sidde i et klasseværelse, "men faktisk i marken og gøre noget, " han siger.
Jeg roer os mod vinden, mens hvede fisker ud af en OsmoSampler indsendt sommeren før. ”Det er en enorm kortsigtighed i uddannelsessystemet, ” siger han og ryster på hovedet.
Trevor Fournier (til højre) og kandidatstuderende Mitchell Bergstresser (til venstre) og Hadley McIntosh (midt) arbejder sammen for at løfte en OsmoSampler ud af en sø, den har siddet i i et år. (Laura Poppick) ...
Disse typer af brede samarbejder er afgørende for at tackle de stigende problemer, klimaforandringer udgør for mennesker, der bor i nord, siger Steve Kokelj, en permafrost-forsker med Northwest Territories Geological Survey. ”Vi har nogle alvorligt presserende problemer, ” siger Kokelj. ”Jeg vil have, at andre mennesker, der er lyse og har ressourcer, skal tænke på problemer, der er vigtige for nord.”
Men Kokelj advarer også om, at denne forskning nu mere end nogensinde må binde sig tilbage til de samfund, der bor i nord, og som har behov for at tilpasse deres livsstil, da limet, der holder deres landskab sammen, fjernes.
”Hvis al den forskning, der udføres, er at fodre globale klimamodeller eller se på ting, der er af global karakter, skaber du en forbindelse mellem, hvad bestræbelserne på forskning er i det lokale område, til hvordan det faktisk påvirker dig, ” siger Kokelj . ”Den sidste ting, vi ønsker, er at forevige denne afbrydelse mellem videnskab og offentligheden.”
I Inuvik arbejder Lesack og kolleger med de oprindelige samfund på flere måder for at sikre, at deres arbejde forbliver relevant. Fra start skal de få tilladelse fra Gwich'in Tribal Council - en anden fremtrædende gruppe i Inuvik ud over Inuvialuit - til at forske på deres jord. Holdet har også holdt forelæsninger i samfundet for at forklare deres fund og har hyret lokale sommerstuderende til at deltage i felt- og labarbejde.
Elias, Inuvialuit-ælderen, har tilbragt tid som feltassistent med at yde sikkerhed og vejledende tjenester til forskere i regionen gennem årene, og siger, at det oprindelige forhold til forskere er især vigtigt nu, da alle i nord tilpasser sig hurtige ændringer. ”Det skal være både forskere og os, der arbejder sammen, ” siger han. ”Det skal være alle sammen.”
Alligevel ser nogle Gwich'in-mennesker oprindeligt klimaforskere med frygt, ifølge Robert Charlie, direktør for Gwich'in Services med Gwi'chin Tribal Council. Han siger, at indfødte har talt om klimaændringer i årtier og undrer sig over, hvorfor forskere fortsat studerer, hvad de allerede ved, der sker.
Stadig bifalder han visse aspekter af forskningen, herunder de muligheder, den giver unge indfødte at komme ud på jorden som feltassistenter. ”Nogle unge mennesker har ikke mulighed for at gå ud på landet mere, så dette er en god mulighed for at berøre base med nogle af de områder, hvor deres forfædre måske har tilbragt tid, ” forklarer Charlie.
Og omvendt siger forskerne selv, at de drager fordel af at arbejde med disse unge mennesker, der bringer nysgerrighed, energi og deres egen oplevelse, der bor i nord.
”Det kan være en tovejskommunikation, ” siger Lesack. Han tilføjer, at han har benyttet sig af kilder til traditionel viden fra indfødte ældste for information relateret til ændringer i isen bryder op på floden, som han ellers ikke ville have nogen måde at vide. Han håber at kunne fortsætte med at udvide sit arbejde med indfødte i fremtiden og muligvis oprette et langsigtet miljøovervågningsprogram med dem. ”Det kunne give os mulighed for at tackle spørgsmål, som vi ellers ikke ville være i stand til at tackle.”
Når jeg sidder med den ældste Elias i hans bil og ser på et mudret felt i Inuvik, gentager han vigtigheden af at arbejde sammen for at tackle arktiske forandringer. ”Det var svært at acceptere i starten, vi troede, at det aldrig ville ske, ” siger Elias, der taler om klimaændringer. ”Men det er sandt.”
Nu, mere end nogensinde, skal forskere og indfødte samarbejde om at løse disse spørgsmål.
”Min følelse er, at vi er nødt til at arbejde hånd i hånd, ” siger han. ”Vi er nødt til at arbejde sammen - for ændringer kommer hele tiden.”
