Ia adalah hari yang cerah pada bulan Ogos, dan saya melonjak dalam sebuah helikopter dengan dua saintis bumi yang tinggi di atas Sungai Mackenzie di Kanada. Ketika kami memotong beberapa batu ke arah utara ke Lautan Artik, saya melihat tetingkap, cuba menangkap sekilas muskox megah, beruang grizzly atau haiwan lain yang membuat rumah mereka di antara hutan Kanada yang penuh dengan pokok-pokok Dr Seussian.
Mamalia karismatik, bagaimanapun, bukan apa yang kita ada di sini. Geokimia Geoff Wheat dan jurutekniknya Trevor Fournier dari University of Alaska Fairbanks sedang mencari sesuatu yang jauh lebih halus di landskap yang menghairankan di bawah ini: "Bubbles, " kata Wheat, menunjuk kepada salah satu dari literally beribu-ribu tasik di bawah kita. "Itulah tasik yang kami akan pergi."
Pasti, mereka mungkin tidak begitu menarik seperti grizzlies. Tetapi gelembung-gelembung ini penuh dengan metana, dan Wheat dan Fournier berada di sini sebagai ahli-ahli kerjasama antarabangsa yang lebih besar yang cuba mengukur kuantiti gas rumah kaca yang memicu keluar dari tasik. Ini adalah perjalanan Keempat Wheat ke rantau ini sejak tahun 2014, di mana beliau mengkaji kuantiti logam dalam air tasik dan sedimen yang dapat memberikan maklumat tentang pembentukan metana. Sepanjang tahun ini, pasangan ini bekerja bersama-sama dalam projek laut dalam.
Memikirkan hanya berapa banyak metana yang meninggalkan tasik adalah penting. Walaupun kurang tersebar di atmosfer daripada karbon dioksida, metana adalah kira-kira 30 kali lebih kuat dari gas yang menjerat haba, dan telah menyumbang kira-kira satu perenam pemanasan iklim baru-baru ini mengikut NASA. Selain itu, untuk setiap darjah bahawa suhu bumi meningkat, metana memasuki atmosfera dari mikroorganisma di tasik dan tanah basah dijangka meningkat-dengan itu memburukkan lagi masalah keseluruhan.
Di Arktik Kanada, gas ini dibina di dalam tasik setiap musim sejuk di bawah tudung tebal ais. Datang musim bunga, tudung itu cair dan methane melarikan diri ke udara di atas. Lipatkan kesan ini ke atas 55, 000 tasik yang menakjubkan di dalam delta besar-besar yang terbesar di Artik-dan berat gas rumah hijau yang bertaburan setiap tahun dapat melompat hingga 10 teragrams.
Sebagai rujukan, itulah berat lebih daripada 1 juta gajah.
"Ini akan menjadi sebahagian besar daripada fluks metana global ke atmosfera yang hanya datang dari delta ini, " kata Beth Orcutt, seorang ahli oceanography di Bigelow Laboratory for Ocean Sciences di Boothbay Timur, Maine dan salah seorang kolaborator Wheat.
Orcutt berkata, "memang, " kerana dia dan pasukannya berfikir bahawa model iklim mungkin serius meremehkan peranan metana di delta ini memainkan peranan dalam pemanasan iklim global. Akibatnya, mereka melihat kerja mereka sebagai mendesak serius. Walau bagaimanapun, walaupun pemanasan di rantau ini mempercepatkan-dengan jalan-jalan yang mengalir dan masyarakat berebut-rebut untuk mengamankan bangunan mereka di atas pencairan tanah-persekutuan pembiayaan untuk penyelidikan iklim telah menjadi lebih sukar untuk datang.
Untuk mempercepatkan projek mereka, pasukan mengambil pendekatan unik bersama yang merangkumi penyelidik AS dan Kanada dalam geologi, mikrobiologi, limnologi (kajian tasik) dan oseanografi. Semua penyelidik ini mempunyai hubungan rapat dengan komuniti asli di Wilayah Barat Laut Kanada. "Saya fikir ia adalah luar biasa bagi saintis laut dalam untuk terlibat dalam tasik Arktik, " kata Lance Lesack, ahli pasukan dan ahli limnologi di Universiti Simon Fraser di British Columbia, merujuk kepada Orcutt dan Wheat. "Tetapi penglibatan membuat banyak akal untuk menjawab soalan yang kami tidak dapat menjawab dengan cara lain."
Menggabungkan kuasa dengan cara ini memanfaatkan dana, pengetahuan dan pengalaman, tambah Lesack. Sebenarnya, ramai penyelidik mengatakan bahawa kerjasama kreatif seperti itu mungkin cara yang paling menjanjikan ke depan apabila saintis iklim berjuang untuk terus bekerja di salah satu persekitaran yang paling cepat berubah di dunia. Yang merupakan perkara yang baik, kerana dengan dana persekutuan semakin berkurangan, penyelidik dan komuniti ini mungkin tidak mempunyai pilihan tetapi untuk bersama-sama.
Trevor Fournier mengumpul sampel air di dalam tasik yang kami helikopter ke di luar Mackenzie River Delta. (Laura Poppick) ...
Ketika kami terbang ke Inuvik, sebuah bandar terpencil yang terdiri dari 3, 000 orang dan pangkalan pasukannya, saya terkena bau api hutan yang terbakar dari jarak jauh. Haba petang mencapai hampir 80 darjah Fahrenheit, yang tidak akan menyejuk banyak cahaya matahari 24 jam yang mencirikan musim panas Artik. Tetapi bercakap dengan penduduk tempatan, dan mereka mengatakan bahawa gelombang panas seperti itu telah menjadi lebih biasa pada tahun-tahun kebelakangan ini.
Albert Elias, seorang penatua Inuvialuit, atau Western Canadian Inuit, membesar di darat. Beliau berkata masa musim memburu telah berubah secara dramatik sepanjang hayatnya, dengan caribou musim semi memburu bermula sebulan lebih awal daripada biasa, dan musim luruh es musim gugur bermula sebulan kemudian. Mendapat ke dan dari kawasan memburu juga menjadi lebih berbahaya.
"Terdapat banyak hakisan di pantai dan di delta dan di seluruh tempat. Ia benar-benar buruk, "kata Elias.
Para saintis seperti Lesack mula menjangkau penduduk asli bukan saintis seperti Elias yang tinggal di rantau ini, telah merasakan kesan pemanasan, dan mempunyai pengetahuan mereka sendiri tentang tanah yang akan membantu mengikat kepingan teka-teki pemanasan bersama-sama.
Lesack telah mempelajari tasik-tasik di rantau ini setiap tahun sejak tahun 1989. Tasik-tasik ini bersaiz lebih besar daripada lapangan bola sepak dengan saiz separuh gelanggang tenis, dan lengkung dalam bentuk yang menyerupai organ badan ganjil. Landskap yang sangat menarik adalah unik di Artik, dan telah mencipta hotspot biologi untuk beribu-ribu burung burung simpan bersarang, caribou, char Artik dan haiwan lain.
Lesack telah mendapati bahawa pemisahan ais di Sungai Mackenzie dan tasik di sekeliling juga menjadi lebih awal sejak dia mula belajar di rantau ini. Banyak tasik yang terbentuk akibat dari apa yang dinamakan jimat es di sungai yang berlaku setiap musim bunga. Dalam proses ini, ais berpecah dari selatan yang panas ke arah utara-arah yang sama sungai mengalir-mewujudkan empangan kerana ia terkumpul di hilir.
Ini menghantar gelombang ais secara berperingkat memecah dan bergerak ke arah lautan Artik, kata Lesack. "Apabila ini berlaku, air itu kembali di belakang ais dan bergerak ke semua saluran ini, " di mana ia mengalir ke tasik, katanya.
Orcutt dan Gandum telah bekerjasama dengan Lesack untuk mengkaji kawasan ini dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan membawa mereka sebuah peranti persampelan air yang inovatif namun mudah dipanggil OsmoSampler yang mereka gunakan untuk kajian laut dalam yang tidak berkaitan. Mampu mengumpul sampel air berterusan selama berbulan-bulan atau tahun tanpa sumber kuasa, peranti ini terdiri daripada gegelung tiub sempit kira-kira 1 milimeter diameter yang disambungkan kepada pam osmotik yang dipanggil. The pump-zip-diikat dengan gegelung dalam peti susu plastik-mengandungi bilik-bilik air segar dan garam yang dipisahkan oleh membran.
Diciptakan oleh penyelidik Hans Jannasch di Institut Penyelidikan Akuarium Monterey Bay pada tahun 1990-an, manfaat utama OsmoSampler adalah kesederhanaan dan keupayaan untuk mengumpulkan sampel air yang berterusan tanpa kuasa. Setiap hari, air tawar menetas ke dalam ruang air masin melalui osmosis, secara pasif menarik air dari alam sekitar melalui hujung tiub yang sempit.
"Di kawasan terpencil ini, ia tidak akan praktikal bagi seseorang untuk keluar sekali seminggu untuk melakukan kerja seperti ini, " kata Orcutt. "Jadi itulah manfaat dari apa yang kita cuba lakukan."
Tasik di Delta Sungai Mackenzie secara kolektif mengambil 50 peratus kawasan tanah dalam delta. (Laura Poppick) ...
Lebih dari beberapa hari pada bulan Ogos, saya menyertai pasukan dalam mengumpul dan mengerahkan samplers ini di tasik yang berdekatan dengan Inuvik dan lain-lain di luar delta, hanya boleh diakses oleh helikopter.
Penyebarannya sangat mudah. Seorang ahli pasukan mengambil bacaan GPS dan pengukuran kedalaman air supaya mereka dapat menemuinya bertahun-tahun dari sekarang, dan kami sedang dalam perjalanan. Mendapatkan OsmoSampler yang dilancarkan tahun lepas juga cukup mudah. Kami mengikuti titik GPS ke tempat yang sepatutnya, dan ikan di sekitar dengan batang logam sehingga memukul rasa biasa peti susu. Apabila semuanya berjalan lancar, keseluruhan proses mengambil masa lima minit.
Tetapi sementara OsmoSamplers mudah untuk digunakan dan murah untuk membina (bahan untuk satu kos kira-kira $ 1, 000), sebenarnya mendapatkan samplers ke mana mereka perlu menjadi cerita lain. Menyewa helikopter hanya untuk satu hari boleh menelan kos $ 10, 000, kata Gandum. Pasukan ini juga mesti mengenakan kos peralatan di Institut Penyelidikan Aurora Inuvik (ARI), pangkalan mereka yang bergabung dengan Kolej Aurora di mana mereka menyewa bot, ruang makmal, dan peralatan lain dan peralatan keselamatan yang diperlukan untuk mengatasi halangan-halangan yang diharapkan apabila bekerja persekitaran yang jauh.
Dan kami sudah tentu menghadapi halangan. Pada hari pertama saya keluar dari saluran Sungai Mackenzie bersama tiga anggota pasukan, kami menjumpai sebuah empangan berang yang merangkumi keseluruhan lebar saluran 10 kaki. Kebanyakannya tenggelam di bawah air dan tanpa memerang memandang, pembinaannya terdiri daripada kayu tebal dari pokok-pokok seperti tusuk gigi di sekeliling yang ditimbun terlalu tinggi untuk kami lulus.
"Oh, beaver, " kata Hadley McIntosh, calon PhD dalam bidang kimia alam sekitar di University of Maryland yang telah menurunkan laluan ini sebelum ini.
Mengingati halangan ini, pasukan itu bersedia dengan tangan.
"Saya berada di atasnya, " kata juruteknik Wheat, Trevor Fournier, yang berpakaian dalam wadah dada, ketika melompat keluar dari kapal motor dan mengawal kami di atas balang-balang tenggelam sementara pelajar siswazah Lesack, Mitchell Bergstresser mengangkat motor.
Kami mengatasi empangan tanpa memerlukan saw. Tetapi kemudian kita dapati motor tidak akan bermula. Saya melihat dari tatap muka, cuba menilai tahap keterukan keadaan melalui bahasa tubuh. Semua orang kelihatan cukup tenang; Lagipun, kami (entah bagaimana) mempunyai perkhidmatan sel di sini dan boleh meminta bantuan jika perlu. Tetapi apa yang boleh saya fikirkan adalah bahawa kita telah melancarkan lebih dari satu jam ke atas dari Inuvik dan kini banyak batu dari mana-mana peradaban, di wilayah beruang grizzly.
Selebihnya pasukan itu tidak terkejut dengan kejadian itu. Selepas satu jam menyelesaikan masalah dan dengan sepasang palam pencucuh yang baru dipasang, kami bergerak ke belakang dengan Fournier melompat dan menunda kami beberapa kali di atas segmen cetek saluran. Apabila kita akhirnya sampai ke tasik yang kita sedang menuju, McIntosh dengan gembira menunjuk kepada air di sebelah bot.
"Bubbles, " katanya dengan senyuman.
Gelembung metana berasal dari dua sumber yang berbeza di dalam tasik ini, jelas McIntosh. Mereka boleh bocor dari kolam bawah tanah gas asli, menggelegak melalui fissures di tanah yang secara bersejarah telah dimeteraikan dari atmosfera oleh meter tanah beku. Kerana tanah ini cair, metana meresap, satu fenomena yang telah diperhatikan di delta ini serta Alaska, Greenland dan bahagian lain dari Artik.
Tanah pencair itu sendiri juga menjadi sumber metana, karena dapat mengandung bahan organik yang dapat dimakan oleh mikroba dan metana adalah hasil sampingan mikroba yang memakan makanan mereka. McIntosh menggabungkan proses ini ke mikrob yang memakan hamburger yang dicairkan. "Lebih mudah makan hamburger daripada ais kiub, " katanya. "Oleh kerana terdapat lebih banyak hamburger yang mencairkan, terdapat potensi untuk lebih banyak metana dihasilkan."
Mitchell Bergstresser mengarahkan kita ke saluran sebelah Sungai Mackenzie, dengan pokok-pokok merosot di sungai. (Laura Poppick) ...
Di Barat Kanada dan Alaska, perkataan "permafrost" dengan cepat menjadi salah faham. Semakin banyak, permafrost mencairkan di rantau ini-salah satu tempat pemanasan terpantas di Artik. Suhu musim sejuk telah meningkat 3 hingga 4 darjah Celcius selama 50 tahun yang lalu, dan permafrost telah merayap ke utara dan telah menghangat sekitar 2 darjah Celsius sejak 1980-an, menurut satu laporan dari Program Pemantauan dan Penilaian Artik.
Ini bukan sahaja mencabar kehidupan orang dan hidupan liar yang membuat rumah di sini, tetapi ia juga menyumbang kepada pemanasan yang menyebabkan pencairan pada skala global. Sayangnya, perubahan yang semakin dramatik itu belum dipenuhi, tetapi dengan kurang dana persekutuan untuk sains iklim, menerangkan Gandum ketika kami menaiki bot di sekitar tasik yang kami helikopter beberapa hari kemudian.
Tahun ini, bajet persekutuan yang dicadangkan memotong pembiayaan kepada EPA sebanyak 31 peratus, yang akan memberi kesan domino kepada sumber pembiayaan lain, kata Wheat. "Apabila EPA dipukul, perkara pertama yang benar-benar terkena adalah semua pendanaan universiti, " kata Wheat. Memandangkan pembiayaan kepada universiti dari satu agensi berkurangan, aplikasi geran banjir agensi lain, seperti Yayasan Sains Kebangsaan, yang kemudian menjadi lebih berdaya saing.
Untuk memastikan kerja mereka di Mackenzie River Delta berterusan, Gandum menjangka semakin kelihatan kepada yayasan swasta dan bukannya kerajaan persekutuan untuk pembiayaan, termasuk asas-asas WM Keck dan Gordon dan Betty Moore. Tetapi dia bimbang kekurangan pembiayaan kerajaan akan menyakiti generasi saintis yang akan datang, yang mungkin tidak mendapat kemahiran yang diperoleh dengan keluar di lapangan yang tidak datang dari duduk di dalam kelas, "tetapi sebenarnya dalam bidang melakukan sesuatu, " dia cakap.
Saya menghantarkan kami melawan angin seperti ikan gandum keluar OsmoSampler yang dikerahkan musim panas sebelum ini. "Ia adalah pandangan yang sangat singkat mengenai sistem pendidikan, " katanya, menggelengkan kepalanya.
Trevor Fournier (kanan) dan pelajar siswazah Mitchell Bergstresser (kiri) dan Hadley McIntosh (tengah) bekerja bersama untuk mengangkat OsmoSampler keluar dari tasik yang telah duduk selama setahun. (Laura Poppick) ...
Jenis-jenis kerjasama yang luas adalah penting untuk menangani isu-isu perubahan iklim yang menimbulkan masalah kepada penduduk yang tinggal di utara, kata Steve Kokelj, penyelidik permafrost dengan Kajian Geologi Teritori Barat Laut. "Kami mempunyai beberapa masalah yang serius, " kata Kokelj. "Saya mahu orang lain yang cerah dan bersemangat memikirkan masalah yang penting di utara."
Tetapi Kokelj juga memperingatkan bahawa, sekarang lebih dari sebelumnya, penyelidikan ini harus mengikat kembali kepada masyarakat yang tinggal di utara yang memerlukan untuk menyesuaikan gaya hidup mereka kerana gam yang memegang landskap mereka bersama-sama datang dibatalkan.
"Sekiranya semua penyelidikan yang sedang dilakukan adalah memberi makan kepada model iklim global atau melihat hal-hal yang bersifat global, anda mencetuskan hubungan antara usaha penyelidikan di kawasan setempat dan bagaimana ia mempengaruhi anda, " kata Kokelj . "Perkara terakhir yang kami mahukan ialah mengekalkan hubungan ini antara sains dan orang ramai."
Di Inuvik, Lesack dan rakan sekerja bekerja dengan masyarakat asli dalam beberapa cara untuk memastikan kerja mereka tetap relevan. Dari perjalanan, mereka mesti mendapat kebenaran daripada Majlis Tribal Gwich'in-kumpulan lain yang terkenal di Inuvik selain Inuvialuit - untuk menjalankan penyelidikan di atas tanah mereka. Pasukan itu juga telah memberikan kuliah dalam komuniti untuk menerangkan penemuan mereka, dan telah mengupah pelajar musim panas tempatan untuk mengambil bahagian dalam kerja lapangan dan makmal.
Elias, penatua Inuvialuit, telah meluangkan masa sebagai pembantu lapangan yang memberikan keselamatan dan bimbingan kepada para saintis di rantau ini selama bertahun-tahun, dan mengatakan hubungan asli dengan saintis sangat penting sekarang ketika semua orang di utara menyesuaikan diri dengan perubahan pesat. "Ia perlu menjadi saintis dan kami bekerja sama, " katanya. "Ia mesti menjadi semua orang."
Walaupun begitu, sesetengah orang Gwich'in pada mulanya melihat saintis iklim dengan ketakutan, menurut Robert Charlie, pengarah Perkhidmatan Gwich'in dengan Majlis Tribal Gwi'chin. Dia mengatakan bahawa penduduk pribumi telah bercakap mengenai perubahan iklim selama beberapa dekad dan bertanya-tanya mengapa ahli sains terus mengkaji apa yang sudah mereka ketahui sedang berlaku.
Namun, beliau memuji beberapa aspek penyelidikan, termasuk peluang yang diberikan kepada pribumi muda untuk keluar di tanah sebagai pembantu lapangan. "Sesetengah orang muda tidak mempunyai peluang untuk keluar lagi di tanah, jadi ini adalah peluang yang baik untuk menyentuh asas dengan beberapa kawasan di mana nenek moyang mereka mungkin menghabiskan masa, " jelas Charlie.
Dan sebaliknya, saintis sendiri mengatakan bahawa mereka mendapat manfaat daripada bekerja dengan orang-orang muda yang membawa rasa ingin tahu, tenaga dan pengalaman mereka sendiri yang tinggal di utara.
"Ia boleh menjadi komunikasi dua hala, " kata Lesack. Beliau menambah bahawa dia telah mengetuk sumber pengetahuan tradisional dari penatua asli untuk maklumat yang berkaitan dengan perubahan dalam ais pecah di sungai yang dia tidak akan mempunyai cara untuk mengetahui. Beliau berharap dapat terus mengembangkan karyanya dengan orang asli pada masa akan datang, yang berpotensi mewujudkan program pemantauan alam sekitar jangka panjang dengan mereka. "Ini membolehkan kita menangani soalan yang tidak akan dapat kita selesaikan."
Ketika saya duduk bersama Elias yang tua di dalam keretanya yang melihat di lapangan berlumpur di Inuvik, dia menyuarakan pentingnya bekerjasama untuk menangani perubahan Arktik. "Ia sukar untuk diterima pada mulanya, kami fikir ia tidak akan berlaku, " kata Elias, bercakap tentang perubahan iklim. "Tetapi itu benar."
Sekarang, lebih dari sebelumnya, saintis dan orang asli perlu bekerjasama untuk menangani isu-isu ini.
"Perasaan saya ialah kita perlu bekerjasama, " katanya. "Kita perlu bekerjasama-kerana perubahan akan datang sepanjang masa."
