Järvet ja joet myös merkityksellisiä ilmastonmuutoksessa

Arktiset alueet lämpenevät noin kaksi kertaa nopeammin kuin maapallo keskimäärin. Metsät, suot ja järvet muuttuvat ilmastonmuutoksen seurauksena, jolloin ne tuottavat takaisinkytkentöjä ilmastoon, jotka voivat olla sekä ilmastoa lämmittäviä että viilentäviä, kertoo Vesala.

”Ilmaston muuttuessa myös eri ekosysteemien toiminnot muuttuvat ja alkavat vaikuttaa takaisin ilmastoon eri tavoin kuin ennen. Näitä kutsutaan takaisinkytkennöiksi, joiden tunteminen on ilmastonmuutoksen tutkimuksen kannalta hyvin olennaista”, Vesala sanoo. Mekanismit, jotka ilmaston lämpenemisestä johtuen lämmittävät ilmastoa edelleen, kuten kohoavat hiilidioksidipäästöt maaperästä, kutsutaan positiivisiksi takaisinkytkennöiksi. Jos ilmaston lämpeneminen saa taas aikaan ilmastoa viilentäviä seuraamuksia, on takaisinkytkentä negatiivinen, kuten kasvukauden pidentymisestä johtuva suurentuva puiden hiilinielu. Erilaiset takaisinkytkennät ovat erityisenä tutkimuskohteena akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtamassa huippuyksikössä, jossa Vesala toimii ryhmänjohtajana.

Ilmastonmuutoksen kokonaisvaikutusta Suomen metsien kasvun kiihtymiseen ei tiedetä tarkasti. Suuri osa kasvun kiihtymisestä selittyy muuttuneella metsien ikärakenteella tehostuneen hoidon takia, mutta myös hiilidioksidipitoisuuden nousu itsessään lisää kasvua yhdessä lämpötilan nousun ja suurempien typpiyhdisteiden laskeuman kanssa.

Metaania myös järvissä ja lammikoissa

Metaani on kolmanneksi merkittävin kasvihuonekaasu vesihöyryn ja hiilidioksidin jälkeen. Vain noin puolet globaaleista metaanipäästöistä aiheutuu ihmisen toiminnasta. Suot ja sisävedet, erityisesti matalat järvet ja lammikot, muodostavat suuren luonnollisen metaanilähteen, johon liittyy myös suuri epävarmuus. ”Vaikka suot ovat hiilinieluja, monesti niiden lyhytaikainen ilmakehävaikutus on lämmittävä, koska orgaanisen aineen hajoaminen vähähappisessa veden kyllästämässä ympäristössä tuottaa metaania. Korkeammassa lämpötilassa metaanin tuotto on suurempaa. Myös arktisen alueen ikiroudan sulaminen johtaa turpeen nopeampaan hajoamiseen nostaen sekä hiilidioksidi- että metaanipäästöjä.” 

Matalien järvien ja lampien pohjan lämpötilan nousu suurentaa metaanin tuottoa. Veden syvyydellä on suuri merkitys, koska biologiset prosessit hävittävät metaania sen kulkeutuessa pohjalta pintaan. ”Pohjasedimentit ovat ylikylläisiä liuenneen metaanin suhteen, mikä usein johtaa kaasukuplien muodostumiseen. Kuplat voivat nousta pintaan ja kuljettaa mukanaan suuria määriä metaania. Kuplien aiheuttamat päästöt sekä soista ja sisävesistä että siihen johtava mekanismi on fysikaalisesti monimutkainen ilmiö ja puutteellisesti kuvattu nykyisissä metaanipäästömalleissa”, Vesala kertoo.   

Metaanin lisäksi makean veden systeemit ovat merkittäviä hiilidioksidin lähteitä. Uudenaikaiset, aiempaa tietoa täydentävät havainnot aineiden kierrosta ja niihin pohjautuva prosessien mallinnus ovat avainasemassa kokonaisvaltaisemmassa metsien ja soiden ilmastovaikutuksien ymmärtämisessä. Vesala johtaa ICOS–Suomi-mittausverkostoa, joka on osa itsenäistä ICOS-organisaatiota (Integrated Carbon Observation System). ICOSin päämaja on Helsingin Kumpulassa, ja se johtaa eurooppalaisten tutkijoiden, tutkimusasemien, mittalaitteiden ja mittausaineiston verkostoa. ICOS seuraa kasvihuonekaasujen pitoisuuksia, vapautumista ja sitoutumista ja tuottaa laatuvarmennettua mittaustietoa kaikkien tarvitsijoiden käyttöön.

ICOSissa maanpinnalta käsin tehtävät ilmakehää ja ekosysteemejä kuvaavat mittaukset ovat myös avainasemassa satelliittien tuottaman tiedon laadun varmistuksessa. Suomessa mittausverkostoon kuuluu yksi järvihavaintopaikka. Vesalan tutkimusryhmä yhdessä dosentti Anne Ojalan ryhmän (Helsingin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos) kanssa ovat maailmanlaajuisesti uranuurtajia pitkäaikaisten ja korkeatasoisten ilmakehätieteissä käytettävien havaintomenetelmien hyödyntämisessä myös järvi- ja jokitutkimuksissa.

Lisätietoja antaa akatemiaprofessori Timo Vesala, Helsingin yliopisto, timo.vesala@helsinki.fi, p. 040 577 9008

Suomen Akatemian viestintä
Joonas Aitonurmi
p. 0 295 33 5153
joonas.aitonurmi@aka.fi