V tomto článku shrnujeme současné poznání o vztahu permafrostových půd ke klimatickému systému Země. Toto poznání se stále rozšiřuje o další výsledky z mezinárodních programů, na nichž se podílí také čeští vědečtí pracovníci. Zde uvádíme ty, které jsou ve vztahu k předpokládané budoucí změně klimatu zcela zásadní.
Použitá a citovaná literatura:
Harden, J.W., Koven, C.D., Ping, C.-L.L., Hugelius, G., David McGuire, A., Camill, P., Jorgenson, T., Kuhry, P., Michaelson, G.J., O’Donnell, J.A., Schuur, E.A.G., Tarnocai, C., Johnson, K., & Grosse, G. (2012) Field information links permafrost carbon to physical vulnerabilities of thawing. Geophysical Research Letters, 39
Hugelius, G., Strauss, J., Zubrzycki, S., Harden, J.W., Schuur, E.A.G., Ping, C.L., Schirrmeister, L., Grosse, G., Michaelson, G.J., Koven, C.D., O’Donnell, J.A., Elberling, B., Mishra, U., Camill, P., Yu, Z., Palmtag, J. & Kuhry, P. (2014) Estimated stocks of circumpolar permafrost carbon with quantified uncertainty ranges and identified data gaps. Biogeosciences, 11, 6573–6593.
The article summarizes the current knowledge about the direct relationship between permafrost soils and the Earth's climatic system. This knowledge is progressively improving thanks to international projects, also with the participation of Czech scientists. Here we present results from these projects, which are crucial with respect to the predicted future climate change.
-
Ledový klín uvnitř půdního profilu – klíny občas dosahují obrovských rozměrů. Republika Komi a Čerskij v ústí řeky Kolyma, Jakutsko. Foto H. Šantrůčková
-
Polygony na povrchu permafrostových půd vznikající v místech ledových klínů jsou patrné i z letadla. Foto N. N. Lašchinskij
-
Tyto polygony měří pouhých několik centimetrů čtverečních. Čerskij v ústí řeky Kolyma, Jakutsko. Foto H. Šantrůčková
-
Yedoma sediment. Tato sprašová půda postupně pohřbívá organický materiál. Často se po jeho roztání objeví takové vzácnosti jako kosti mamuta pocházející z pleistocénu. Čerskij. Foto J. Šantrůček
-
Pohled na yedoma sediment, který může lokálně sahat do hloubky až 50 m. Foto J. Šantrůček
-
Vzorek permafrostu po odběru. Permafrost často obsahuje velké množství ledu. Foto H. Šantrůčková
-
Schematický diagram cyklu uhlíku v suchozemských ekosystémech. Podle předlohy H. Šantrůčkové kreslila M. Chumchalová
-
Výměna oxidu uhličitého mezi ekosystémem a atmosférou. Výměna je vyrovnaná, pokud se respirace rovná fotosyntéze (a). Ekosystém se stává jímkou na uhlík, jestliže se ho ve fotosyntéze fixuje více, než vydýchá (b), a naopak je zdrojem uhlíku do atmosféry, když množství uvolněné respirací převyšuje jeho fixaci fotosyntézou (c). Orig. H. Šantrůčková
-
Znázornění následků odtávání permafrostu, kdy se aktivní půdní vrstva prohlubuje, dochází k sesedání půdy a rozvoji vegetace. Podle různých zdrojů. Orig. M. Chumchalová
-
V dávnověku rostliny zabudovaly atmosférický uhlík do biomasy. Po odumření se biomasa dostala do půdy a byla zakonzervována ve zmrzlé půdě a naplaveninách (A). Během tisíciletí vrstva zmrzlé půdy a sedimentů narůstala, čímž se vytvořily mocné vrstvy permafrostu, které obsahují dvojnásobek uhlíku v porovnání s atmosférou (B). V současné době vrstva permafrostu postupně odtává a uvolňuje se dříve zmrzlá organická hmota, která se mineralizuje činností mikroorganismů – na oxid uhličitý v aerobních podmínkách, nebo na oxid uhličitý a metan v anaerobních podmínkách panujících v rašeliništích, terénních depresích a sedimentech termokarstových jezírek (C). Podle různých zdrojů. Orig. M. Chumchalová
-
Pohled na kryoturbaci uvnitř půdního profilu. Červené šipky naznačují mechanismus tvorby kryoturbací, tedy mrazového míchání půdy. Foto K. Diáková
-
Popsané pedogenetické vrstvy. ABjj – kryoturbovaný organický horizont s příměsí minerálů, Ajj – kryoturbovaný organický horizont, BCgjj – minerální horizont vykazující známky mrazového míchání se stopami organického obohacení, Cff – permafrost, Cg – minerální půdní horizont, Cgjj – minerální horizont vykazující známky mrazového míchání. Orig. N. Gentsch
-
Rychlost metabolických pochodů půdních mikroorganismů, vyjádřená jako rychlost mineralizace uhlíku, tedy transformace organických sloučenin uhlíku v půdě na CO2 a CH4. V každém boxu je zobrazena teplotní závislost tohoto procesu v jedné z inkubovaných půdních vrstev. Zelená linie ukazuje teplotní závislost bez přístupu kyslíku k půdním mikroorganismům, červená platí za přístupu kyslíku. Orig. N. Gentsch
-
Pohled na tundru. Dřevěné kolíky ohraničují půdní sondu, kterou bylo třeba ručně vykopat. Foto H. Šantrůčková