We weten dat de temperaturen in het Noordpoolgebied zijn gestegen, maar vandaag zagen we bewijs van de effecten ervan. Bekend als "thermokarst", dit zijn plekken waar smeltende permafrost instort en vervormde valleien en kuilen vormt, waardoor water zich boven op blootgestelde aarde kan verzamelen. Toolik-onderzoekers waren verrast toen ze voor het eerst deze dramatische kenmerken vanuit een helikopter in 2003 zagen, omdat thermokarst ongehoord was in Noord-Alaska. In de 25-jarige aquatische ecoloog Linda Deegan die bij Toolik werkte, had niemand ooit thermokarst gezien, vertelde ze ons. "Het was iets waar Russen over spraken", zei ze. Toen een geologieteam van Toolik tussen 2006 en 2007 thermokarst in het Noordpoolgebied onderzocht, verwachtten ze 100 plekken te vinden, maar in plaats daarvan ontdekten ze er ongeveer 260. Wetenschappers weten nu van zes of tien alleen al rond Toolik. Thermokarst is natuurlijk een natuurlijk Arctisch proces, maar de vraag rijst waarom deze gebeurtenissen vaker voorkomen en wijdverbreid zijn in het Noordpoolgebied. Is het te wijten aan de opwarming van de aarde? De jury is nog steeds uit.
Afgezien van hoe vaak deze zogenaamde bodemfouten optreden, kijken Deegan en anderen ook naar de mogelijke effecten van thermokarst op stroomchemie. Op een thermokarstlocatie nabij het veldstation snijden lange groene linten water door de toendra op weg naar de Toolik-rivier. Terwijl het water over kaal vuil stroomt, neemt het mineralen zoals calcium en voedingsstoffen zoals stikstof op die zich in de bodem bevinden. De meeste Arctische ecosystemen bevatten weinig calcium - meren missen vaak slakken omdat de dieren calcium nodig hebben om schelpen te bouwen - dus deze plotselinge instroom van calcium uit thermokarstgebieden zou de structuur van de ecologie van de stroom drastisch kunnen veranderen. Een artikel dat zojuist werd gepubliceerd door Toolik-onderzoeker William Bowden in het Journal of Geophysical Research, betoogde dat als thermokarst toeneemt met de opwarmingstemperatuur, er "substantiële en wijdverspreide effecten" zullen zijn op Arctische stromen.
We ontvingen een inleiding tot het onderzoek dat Bowden en anderen deden op de thermokarstsite, water bemonsteren en de hoogte van de thermokarst in kaart brachten. Nadien groef Marine Mcological Laboratory onderzoeksassistent Rich McHorney de bovenste laag toendra uit om ons de bevroren laag permafrost eronder te laten zien. Ik spreidde mijn palm uit op koude, vaste permafrost en bijna onmiddellijk begon water te borrelen en de permafrost begon te smelten. Tegen de tijd dat McHorney een kernmonster van de permafrost hamerde, had zich een kleine plas gevormd op het blootgestelde gebied. Het was een herinnering aan de kwetsbaarheid van deze plek, en hoe zelfs kleine veranderingen gevolgen kunnen hebben die naar andere delen van het ecosysteem druppelen.
