Arktinen alue ilmastonmuutoksen kourissa

Huolestuttavaa on myös arktisen biodiversiteetin kaventuminen, joka liittyy osaltaan ilmastonmuutokseen, Oulun yliopiston luonnonmaantieteen professori Jan Hjort muistuttaa. 

– Ilmaston muuttuessa kasvu- ja elinolosuhteet voivat parantua ja lajikirjo voi kasvaa. Vaikka se on toisaalta hyvä asia, se on alkuperäisluonnolle ja arktisille lajeille haitaksi, sillä pienikokoiset ja vaikeissa olosuhteissa elävät paikalliset lajit ovat sopeutuneet haastaviin ympäristöolosuhteisiin, Hjort sanoo.

– Ja kun olosuhteiden parantuessa eteläisimmiltä alueilta leviää metsälajeja, ne voivat voittaa paikalliset lajit kasvukilpailussa. Vaikka tietyt biodiversiteetin indikaattorit voivat parantua olosuhteiden muuttuessa, niin alkuperäisluonto siinä kärsii.

Arktisessa luonnossa ollaan tavallaan koko ajan kunkin kasvin elinalueen rajoilla, mikä tekee pienistäkin muutoksista isoja ja näkyviä. 

– Asioiden välillä on paljon vuorovaikutuksia. Kun yksi asia muuttuu, niin samalla voi muuttua toinen ilmeinen asia – tai sitten tapahtuu jotain odottamatonta. On myös kytkentöjä, joista ei välttämättä tiedetäkään vielä.

Ilmastonmuutoksen kolme seurausta

Arktinen alue lämpenee nopeammin kuin muut maapallon alueet keskimäärin. Ilmatieteen laitoksen tutkijat julkaisivat 2022 tutkimuksen, jossa havaittiin, että arktinen alue on lämmennyt viimeisten 40 vuoden aikana jopa nelinkertaisesti ja Barentsin meren alueella jopa seitsenkertaisesti globaalia keskiarvoa nopeammin. 

Nopeus on aikaisemmin laadittujen mallien ja ennusteiden ylärajalla. 

Kun yksi asia muuttuu, niin samalla voi muuttua toinen ilmeinen asia – tai sitten tapahtua jotain odottamatonta.

– Voimakkaampi lämpeneminen johtuu pääasiassa lumen ja jään peittävyyden pienenemisestä, sillä esimerkiksi uuden pakkaslumen peittämä jää heijastaa tulevaa auringonsäteilyä moninkertaisesti avomereen verrattuna. Auringon säteilyn takaisinheijastumisen vähenemisen ansiosta lämpöä sitoutuu aikaisempaa enemmän pohjoisiin maa- ja merialueisiin.

– Tämä voimakas lämpeneminen on mitattu, eikä pelkästään mallinnettu ja oletettu, että niin käy, Hjort muistuttaa.

– Arktisen alueen keskimääräisessä lämpötilan nousussa on luonnollisesti paljon alueellista vaihtelua. On yksittäisiä alueita, joilla lämpötilan nousua ei ole paljonkaan tapahtunut.

Sadanta lisääntyy

Lämpenemisen ohella toinen ilmastonmuutoksen keskeinen seuraus pohjoisessa on sadannan kasvu, joka näkyy sekin eri alueilla hyvin erilaisena.

– Suuri ero on siinä, tuleeko jonnekin enemmän lunta vai vesisadetta. Lisäksi vaikka sadannan määrä ei muuttuisi, sen olomuoto saattaa muuttua. Esimerkiksi jos vesisateiden määrä kasvaa ja lumisateiden pienenee tai pysyy samana, se vaikuttaa ympäristöön ja luontoon hyvin voimakkaasti: kasvillisuuteen, ihmistoimintoihin ja maapinnan geomorfologisiin prosesseihin.

Kolmas keskeinen seuraus ilmastonmuutoksesta on äärisäiden – helleaaltojen, kovien sateiden, kuivuuden tai myrskyjen – lisääntyminen ja voimistuminen. Niillä voi olla vaikutuksia lajien levinneisyyteen ja määrään, maanpinnan vesi- ja lumitilanteeseen ja metsäpaloihin.

– Erityisen tärkeä seuraus äärisäiden yleistymisestä on maastopalojen riskin kasvu. Maastopalojen esiintymiseen ja voimakkuuteen vaikuttavat tuuliolosuhteet, salamointi, maaperän kuivuus sekä metsässä olevan kuivan palavan materiaalin määrä. Siihen taas vaikuttavat vahvasti ilmastonmuutoksen myötä lisääntyneet metsien hyönteistuhot. Viime vuosina arktisella alueella on nähty ennennäkemättömän laajoja maastopaloja.

Jää vähenee

– Arktisen merijään määrä ja jääpeitteen ala on kutistunut 1970-luvulta lähtien ja viimeisen kymmenen vuoden aikana sulaminen on kiihtynyt jo nopeammaksi kuin ilmastomallit ovat ennustaneet. On ennustettu, että Pohjoinen jäämeri voisi vuoteen 2050 mennessä tai pian sen jälkeen olla syyskuussa – jolloin jään määrä on pienimmillään – ainakin yksittäisinä vuosina kokonaan sula, Hjort sanoo.

– Pääsääntöisesti myös jäätiköiden massat pienenevät ja etureunat vetäytyvät. Grönlannin jäätiköstä on kadonnut viime vuosikymmeninä yli 1 000 gigatonnia jäätä, ja pienenemisen oletetaan jatkuvan koko tämän vuosisadan. Nature-tiedelehdessä julkaistiin vuonna 2020 Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden kaukokartoitusperusteinen artikkeli lumen määrästä arktisella alueella, Hjort sanoo.

– Siinäkin havaittiin alueellista vaihtelua. Esimerkiksi osissa Siperiaa lumen määrän havaittiin kasvaneen huomattavasti. Vaikka voisi olettaa, että lumen määrä vähenee ilmaston lämmetessä, se ei välttämättä ole koko totuus ainakaan paikallisesti. Sademäärä voi kasvaa ilmaston muuttuessa, jolloin lunta voi tulla aikaisempaa enemmän.

Lajien olosuhteet muuttuvat

Arktisten lajien elinympäristöjen muuttuminen on olennainen ilmastonmuutoksen seuraus. Lämpötilan ja sademäärän muutoksen ohella myös sään ääri-ilmiöt ovat tärkeitä, koska ne saavat aikaan lyhyessä ajassa isoja muutoksia olosuhteisiin. 

– Ilmastonmuutos vaikuttaa laajasti ekosysteemien toimintoihin, biodiversiteettiin ja ikiroudan sulamiseen. Myös hydrologisia vaikutuksia on hirveän paljon. Iso osa arktisella alueella tapahtuvista muutoksista liittyy kryosfääriin eli jääkehään, ja ne ovat siten suorassa yhteydessä hydrosfääriin eli vesikehään, Hjort kertoo.

– Vesistöt luonnollisesti reagoivat voimakkaasti, jos lunta tai jäätä sulaa aiempaa enemmän tuottaen enemmän vettä virrattavaksi. Ja se vesi kuljettaa aikaisempaa enemmän aineksia, kuten raskasmetalleja ja ravinteita. Ne sitten kulkeutuvat esimerkiksi järviin ja vaikuttavat siellä eliöstöön.

Vaikutuksia myös ihmisen elämään

Hjort on tutkinut muun muassa, miten ikiroudan sulaminen vaikuttaa pohjoisten asukkaiden elinmahdollisuuksiin. Arktinen ilmastonmuutos luo sekä parempia että huonompia olosuhteita toimia alueella. 

– Jääpeitteen sulaminen mahdollistaa uusien merireittien käytön, ikiroudan sulaminen sen sijaan vaikeuttaa liikkumista ja rakentamista, ainakin aluksi. Ikiroudan päälle rakennettu infrastruktuuri on vaarassa roudan alettua sulaa. Sen seurauksena maan kantokyky laskee ja siinä olevat rakennukset, tiet ja öljyputket voivat rikkoutua.

Arktiselle alueelle riittää tulijoita. Globaali väestömäärän kasvu edellyttää uusia resursseja, joita haetaan myös vaikeimmista paikoista. Alueella on paljon mineraalivaroja sekä öljy- ja kaasuvaroja, joita pyritään käyttämään. Ja niiden saa­vutettavuus paranee, kun olosuhteet muuttuvat ja talvikauden haasteita ja ongelmia on vähemmän. Toisaalta menetetään perinteiset talvikauden jäätiet ja mahdollisuus liikkua jäätyneen maan päällä.

– Mallinsimme koko pohjoisella pallonpuoliskolla ikiroudan esiintymistä ja sulamista vuosisadan puolivälissä ja vuosisadan loppupuoliskolla. Näihin ennusteisiin liitimme tiedon infrastruktuurista eli erilaisista rakennuksista, tieverkoista, öljy- ja kaasuputkista, rautateistä ja lentokentistä, Hjort selittää.

– Teimme riskikartoituksia, joissa katsoimme, mitkä olivat ikiroudan sulamisen näkökulmasta vaara-alueita infrastruktuurille. Näillä alueilla on hienosedimenttejä ja paljon maajäätä, jotka ovat roudan sulaessa negatiivisia tekijöitä rakennetuille kohteille. Sitä kautta tarkastelimme koko pohjoisella pallonpuoliskolla, kuinka iso riski ilmastonmuutoksella ja ikiroudan sulamisella on infrastruktuurille.

Tutkijat havaitsivat, että noin 70 prosenttia kaikesta ikirouta-alueen infrastruktuurista sijaitsi näillä vuosisadan puolivälin ja pian sen jälkeen sulavilla alueilla. 

– Eli merkittävä osa infrastruktuurista sijaitsi näillä vaara-alueilla, mutta ikiroudan häviäminen ei ole ainoa tekijä, vaan siellä pitää olla sulavan maajään kaltaisia tekijöitä, jotka edesauttavat maaperän painumista. Noin kolmasosa infrastruktuurista sijaitsi kartoituksessamme tällaisella korkean vaaran alueella.

Neuvostoliitto oli ylivoimainen ikiroudalle rakentaja. 40–50 prosenttia sikäläisestä teollisuusinfrastruktuurista ja öljykentistä sijaitsi tutkimuksessa tunnistetuilla riskialueilla. 

– Siellä on huomattavia riskejä, jotka toteutuivat esimerkiksi 2020 Norilskin lähellä. Siellä vaurioitui dieselsäiliö ja melkein 20 000 tonnia dieselöljyä hulahti jokeen aiheuttaen paikallisen ympäristökatastrofin. Näitä on ollut aikaisemmin ja varmasti tulee enemmän tulevaisuudessakin, kun neuvostoaikaiset infrastruktuurit rikkoutuvat teollisuuslaitoksissa, putkistoissa, kemikaalien säilytysvarastoissa ja vanhoissa kaatopaikoissa, Hjort kuvaa.

– Sieltä pääsee kulkeutumaan ympäristöön haitta-­aineita ja ympäristömyrkkyjä, radioaktiivisia aineita ja aikaisemmin varastoituja kemikaaleja. Siellä on havaittu vuosittain tuhansia vaurioita ja vuotoja. Vauriot korjataan, mutta niitä ei pyritä välttämään tai minimoimaan ennakolta. 

Entä ikiroudan sisältämä hiili?

On esitetty pelkoja, että ilmaston lämmetessä ikiroudasta vapautuu valtavia määriä kasvihuonekaasuja. Jan Hjort arvioi, että huoli on aiheellinen. Vaikka arktinen meri on vielä hiilinielu, arktiset maa-alueet on jo todettu lieväksi päästölähteeksi. 

– Ilmaston lämmetessä ja ikiroudan sulaessa tilanne kuitenkin vaikeutuu. On vaikea varmuudella tietää, kumpaan suuntaan viisari kallistuu, kun ikiroudan sulaessa siitä vapautuu aiemmin kerrostuneita orgaanisia aineksia. Kuinka voimakasta mikrobitoiminta on ja missä olosuhteissa: tapahtuuko se hapellisissa vai hapettomissa olosuhteissa ja vapautuuko hiilidioksidia vai metaania? Vai sitooko kasvuolosuhteiden parantuminen aikaisempaa enemmän hiiltä kasvillisuuteen ja sitä kautta lopulta turpeeseen, Hjort pohtii.

– Jos ikirouta kuitenkin sulaa voimakkaasti, ja hiilikerrostumia paljastuu yhä enemmän, lisääntynyt hiilensidonta kasvillisuuteen ei lopulta enää kompensoi hiilen kokonaismäärää, joka voi vapautua mikrobitoiminnan kautta kasvihuonekaasuina ilmakehään.

Arktinen hiilivarasto on valtava, Hjort muistuttaa, sillä ikiroudassa on kaksinkertainen määrä hiiltä ilmakehän sisältämään hiileen verrattuna. Ja noin kolmasosa maapallon maaperän hiilivarastosta on ikiroudassa. Jos edes osa sen hiilestä vapautuu ilmakehään, voimistaisi se entisestään ilmastonmuutosta.