Professori Atte Korhola tutkii miten arktisen alueen ympäristössä tapahtuvat muutokset liittyvät ilmastonmuutokseen.

Kynnysarvojen ennakointi auttaa varautumisessa

Arktisilla alueilla on nähtävissä nopeita, suuren luokan ympäristömuutoksia – mutta niitä pitäisi osata tulkita. Onko ylitetty kynnysarvot, joiden jälkeen kehitystä on vaikea pysäyttää, vai onko ympäristön muutosjoustavuus niin suurta, että palautuminen on mahdollista?

– Olisi tärkeää löytää varoittavia signaaleita siitä, milloin olemme lähestymässä kynnysarvoja, jotta suuriin ympäristömuutoksiin voitaisiin varautua ajoissa, sanoo Atte Korhola.

Korhola on ympäristömuutoksen professori Helsingin yliopistossa jatoimii useissa kansainvälisissä tutkimusverkostoissa, jotka keskittyvät ilmasto-oloihin ja ekojärjestelmien ilmastovasteisiin.

Hän antaa esimerkin siitä, mihin kynnysarvon ylitys voi johtaa:

Tiedämme, että ympäristön tilan muutos ruokkii ilmastonmuutosta – ja päinvastoin. Yksi tällainen itseään ruokkiva muutos on Jäämeren jää- ja lumipeitteen pinta-alan supistuminen. Supistumisesta seuraa ilmaston lämpenemistä, joka puolestaan vaikuttaa jään ja lumen määrään supistavasti. Normaalioloissa lumi heijastaa suuren osan auringon säteilystä takaisin avaruuteen, mutta kun lumeton alue kasvaa, auringon säteilyä imeytyy entistä enemmän mereen ja maahan, ja ne lämpenevät.

Jotkut tutkijat ovat sitä miltä, että Jäämeren muutosprosessi on jo nyt palautumaton ja että olemme keskellä syvenevää noidankehää.

Sama itseään ruokkiva prosessi voidaan nähdä myös arktisen alueen ikiroudan sulamisessa. Sulaminen vapauttaa maaperän metaanikaasua ilmakehään ja lämmittää ilmastoa, mikä kiihdyttää sulamista entisestään.

– Mutta se, missä kohtaa homma lähtee niin sanotusti lapasesta, ja onko tällaista käännekohtaa aina olemassakaan, on tieteellisen tutkimuksen suuri haaste, Korhola toteaa.

– Jotta pystymme tulkitsemaan varoittavia signaaleja varhain ja tekemään ennusteita, tarvitaan lisää tutkimusta ekojärjestelmien muutosjoustavuudesta ja palautumiskyvystä. Kynnyskohtien tunnistamiseen tarvitsemme tilastomatematiikkaa ja pitkiä aikasarjoja, sanoo Korhola.

– Arktisilta alueilta seuranta-aineistoja on vähän, mutta onneksi meillä on erinomaisia epäsuoria paleo-aineistoja, joita on tallentunut muun muassa alueen suokerrostumiin, järvien pohjiin ja jäätikköihin. Näiden avulla saamme käsityksen ekosysteemien dynamiikasta ja voimme laatia ennusteita tulevaisuutta varten.  

Korholan ryhmä tutkii parhaillaan sitä, kuinka kauan pohjoiset suot pysyvät hiilen nieluina ja missä vaiheessa niistä tulee hiilen lähteitä ilmaston lämpenemisen edetessä. Tutkijat mittaavat soiden hiilitaseita, seuraavat kasvipeitettä ja luovat erilaisia malleja havaitakseen soiden ilmastovasteen muutoksesta varoittavia signaaleja.

Arktinen mosaiikki – pienet yksityiskohdat vaikuttavat kokonaisuuteen

Arktinen alue käsittää Arktisen neuvoston määritelmän mukaan kahdeksan eri maan alueita, ja sen pinta-ala on noin 14,5 miljoonaa neliökilometriä, josta kaksi kolmasosaa on vettä mantereiden ympäröimänä. Haastavista oloista huolimatta ihmiset ovat asuttaneet aluetta tuhansia vuosia.

Arktinen alue ei ole yhtenäinen monoliitti eikä ympäristönä homogeeninen. Se on pienialaisten järvien, lammikoiden, routamuodostumien, rakkakivikkojen, soiden ja kosteikkojen kirjo, joka vaihtelevuudessaan hakee vertaansa maapallolla.

Korholan tutkimusryhmä haluaa ymmärtää, miten pienet yksityiskohdat vaikuttavat kokonaisuuteen: kuinka hiili virtaa arktisessa maisemassa, minne se varastoituu ja mistä se vapautuu.

– Tutkimme käytännössä arktista aluetta mosaiikkina, pala palalta, valottaa Korhola.

Korholan mukaan vain noin kolmannes ilmaston ennustetusta lämpenemisestä aiheutuu suoraan hiilidioksidista eli kiihtyvästä kasvihuoneilmiöstä. Kaikki muu tulee ekosysteemien palautteista, eli siitä kuinka ne reagoivat lisääntyvään lämpenemiseen. Tuleeko niistä hiilen nieluja vai lähteitä, eli sitovatko ne ilmakehän hiilidioksidia vai vapauttavatko ne ilmakehään lämpenemistä kiihdyttäviä kasvihuonekaasuja?

Mustan hiilen määrää on vähennettävä

Epätäydellisen palamisen sivutuotteena syntyvä musta hiili eli noki on yksi merkittävistä ihmisen aiheuttamista tekijöistä, jotka lämmittävät ilmastoa. Musta hiili laskeutuu ilmavirtausten mukana lumipinnoille, tummentaa ne ja nopeuttaa lumen ja jään sulamista. Kyse on vakavasta uhkasta, joka on nostettu esiin tänä vuonna myös presidenttien Niinistö ja Trump välisissä keskusteluissa.

Kaikkiaan musta hiili on hiilidioksidin jälkeen toiseksi tärkein ihmisperäinen ilmastoa lämmittävä tekijä arktisella alueella, joidenkin tutkijoiden mukaan jopa tärkein.

Tutkija Meri Ruppel Korholan ryhmästä on tehnyt jäätikkösarjoista mittauksia, jotka osoittavat, että mustan hiilen määrä näyttää olevan nousussa Euraasian alueella.

– Teoriamme on, että mustan hiilen lisääntyvien määrien aiheuttaja on voittopuolisesti Venäjän öljy- ja kaasukentillä tehtävät laajamittaiset soihdutukset, jotka näkyvät jopa avaruudesta katsottuna, Korhola kertoo.

Soihdutuksessa poltetaan maakaasua, jota ei saada talteen putkistoihin. Korholan mukaan soihdutuksista tulisi päästä eroon heti, sillä ne levittävät nokea herkälle arktiselle alueelle ja kiihdyttävät ilmastonmuutosta. Niiden lopettamisella olisi välitön suotuisa vaikutus ilmastoon.

UArctic eli Arktinen yliopisto on vuonna 2001 perustettu arktisten maiden yhteistyöverkosto, johon kuuluu yliopistoja, ammattikorkeakouluja ja tutkimuslaitoksia.Professori Atte Korhola on mukana 7.9.2018 klo 15–17 UArctic-kongressin loppupaneelissa Helsingin yliopiston suuressa juhlasalissa (käyntiosoite: Aleksanterinkatu 5). Tilaisuus on kaikille avoin.