Lattergas kan øge global opvarmning
Når den globale opvarmning får permafrosten i Arktis til at tø, kan der potentielt set dannes store mængder lattergas, viser ny dansk forskning. Lattergassen kan øge den globale opvarmning og skade ozonlaget.

Den arktiske permafrost kan under optøning producere store mængder lattergas, der kan øge atmosfærens drivhuseffekt. (Foto: Bo Elberling)

Den arktiske permafrost kan under optøning producere store mængder lattergas, der kan øge atmosfærens drivhuseffekt. (Foto: Bo Elberling)

Lattergas er ikke kun et effektivt middel til smertelindring hos tandlægen. Det er også en særdeles stærk drivhusgas, der er hele 300 gange kraftigere end kuldioxid.

Den egenskab kan vi komme til at mærke effekten af, i takt med at den globale opvarmning sætter ind.

Når klimaet bliver varmere, vil en del af den arktiske permafrost tø op, og det kan kickstarte produktionen af store mængder lattergas.

En del af lattergassen vil efter alt at dømme slippe ud i atmosfæren, hvor den både vil accellerere den globale opvarmning samt nedbrydningen af ozonlaget.

Det viser et nyt dansk studium, der er ledet af professor i miljøgeokemi Bo Elberling fra Institut for Geografi og Geologi på Københavns Universitet.

Fakta

VIDSTE DU

Ozonlagets nedbrydning diskuteres ofte i relation til udledning af klorholdige gasser, de såkaldte CFC-gasser. Men lattergas biddrager faktisk væsentligt til nedbrydning af ozon i den øverste del af atmosfæren.

Resultaterne er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Geoscience.

Effekterne undervurderet

»Hidtil har man troet, at produktionen af lattergas i det arktiske område var for lille til reelt at kunne have en betydning for den globale opvarmning samt for nedbrydningen af ozonlaget, men nu viser vores studier, at vi hidtil har undervurderet effekterne,« siger Bo Elberling.

Igennem de sidste ti år har permafrosten årligt mistet knap en centimeter i tykkelsen. Og skal man tro de officielle prognoser, vil Jordens middeltemperatur stige med to grader de næste 80 år, hvilket medfører, at yderligere 10-20 centimeter af permafrost-laget vil tø op.

Bo Elberling mener imidlertid, at det er sandsynligt, at dele af Arktis vil tø mere op, så det snarere er op mod en halv meter af permafrosten, der vil tø i perioden. Da der findes permafrost i store dele af Arktis, vil lattergassen potentielt set kunne bidrage betydeligt til drivhuseffekten.

»Det, vi kan se i laboratoriet, er, at permafrosten kan frigive overraskende mængder af lattergas. Hvis lattergassen frigøres i takt med varmere klima og nedbør i det arktiske område, så står vi over for en hidtil ukendt og vigtig kilde til den globale opvarmning,« siger Bo Elberling.

Kendt fænomen fra troperne

Studerende udtager borekerner fra den arktiske permafrost i Zanckenbergh (Foto: Bo Elberling)

Det har længe været kendt, at tropiske sumpområder og regnskove frigiver betydelige mængder lattergas, fordi mikroorganismer nedbryder store mængder kvælstof i den vandmættede jord. Det giver en høj frigivelsesrate på omkring 34 milligram lattergas per kvadratmeter per dag.

Nu viser det sig, at det lag af permafrost, som årligt vil tø op på grund af den globale opvarmning i Arktis, formentlig vil kunne frigive lattergas i et tempo af samme størrelsesorden.

»Der ligger en hidtil ukendt begravet kvælstofpulje i den frosne jord i mange artiske egne, der nemt kan omsættes til lattergas, når den globale opvarmning får en større del af permafrosten til at tø. Den naturlige produktion af lattergas i Arktis kan under de rette betingelser nå et niveau, der hidtil kun er set i troperne,« siger Bo Elberling.

Nye forsøg med borekerner

Forskergruppen er kommet til den erkendelse ved at lave forsøg med borekerner, der er hentet op fra seks forskellige arktiske lokationer, deriblandt forskningsstationen Zackenbergh i Nordøstgrønland.

En forudsætning, for at der kan dannes lattergas, er, at jorden er rig på kvælstof, og at den på skift drænes for og mættes med vand. Her viste det sig, at indholdet af kvælstofforbindelsen ammonium i borekernerne var meget højere end forventet, og at permafrosten var overraskende rig på is, der ved optøning giver meget smeltevand. Endelig bugnede permafrosten af de mikroorganismer, der skal til for at omdanne kvælstoffet (se boks).

Permafrosten i borekernerne fra alle seks lokationer viste sig at være i stand til at producere lattergas, når den blev tøet op. Spørgsmålet er så, hvor udbredt denne form for permafrost er i det arktiske område.

Svært at kortlægge permafrosten

Arktis omfatter Grønland, Sibirien, Alaska og store dele af Canada, og det bliver ikke nogen let sag at kortlægge permafrosten i det gigantiske område, indrømmer Bo Elberling.

Desværre findes der ingen satelliter, der kan gennemskue, hvor en kvælstofholdige permafrost findes. Den eneste vej frem er ved at analysere et væld af borekerner. Men selv om det bliver en dyr og omstændig proces, så er det vigtigt at få gjort, påpeger han.

»For at kunne kaste lys over hvor stort problemet bliver, er det vigtigt at finde ud af, om processen kan finde sted over hele Arktis, eller om den kun foregår nogle få steder. Så derfor foreslår vi, at man finder ud af, hvor meget kvælstof der er gemt på forskellige lokationer,« siger Bo Elberling.

Dannelsen af lattergas er en konsekvens af den globale opvarmning, og derfor er det ikke noget, man umiddelbart kan gøre noget ved. Men derfor er det alligevel vigtigt at kende problemets omfang, siger han.

Optøet permafrost bøvser lattergas

Forskerne ræssonerede sig nu frem til, hvordan permafrosten kan danne lattergas i løbet af sommermånederne:

Så længe permafrosten er intakt, er kvælstoffet bundet til jorden. Men i det øjeblik at permafrosten tør, vil smeltevandet pible ned i dybereliggende jordlag. Når jordlagene er drænet for smeltevand, åbner det op for, at luft kan trænge ned ovenfra og ilte kvælstofforbindelserne, så der dannes nitrat.

Permafrosten i de dybere jordlag virker imidlertid som bunden af et badekar, der forhindrer smeltevandet i at løbe helt væk. I stedet hober smeltevandet sig op over permafrosten, så jordlagene ovenover igen mættes med smeltevandet. Den cocktail af nitrat, smeltevand og mikroorganismer sætter gang i produktionen af lattergas.

For at underbygge teorien gennemførte forskerne et forsøg, der efterligner den naturlige proces. Først optøede de permafrosten og drænede borekernerne for smeltevand. Herefter hældte de smeltevandet tilbage i borekernerne, så jorden på ny blev vandmættet. Ved hjælp af elektroder kunne forskerne nu måle, at det satte skub i dannelsen af lattergas.

Lattergas er en af flere drivhusgasser

En drivhusgas er en luftart, som er i stand til at absorbere varmestråling. For at kunne det må luftartens molekyler bestå af mindst tre atomer. Luftarterne nitrogen (kvælstof), oxygen (ilt) og argon, som der er mest af i vores atmosfære, har kun to atomer i hvert molekyle. Vand (H2O), kuldioxid (CO2), metan (CH4) og dinitrogenoxid (N2O, lattergas) har alle tre eller flere atomer pr. molekyle, og de er derfor alle drivhusgasser.

Siden 1800-tallet er atmosfærens indhold af lattergas steget 20 procent og vokser nu med 0,25 procent om året.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.