Door smelt van de toendra sterven de lemmingen. Poolvossen moeten op zoek naar ander voedsel, eten ganzenjongen, waardoor wij in de winter steeds minder rotganzen zien. Maar de gevolgen van smelt op de toendra gaan veel verder.

De toendra is een vegetatiezone die wordt gekarakteriseerd door lange, koude winters, en zomers waarbij het weliswaar dooit, maar de temperatuur niet boven de tien graden uitkomt. De toendrazone wordt gekenmerkt door een aangepaste vegetatie van mossen, grassen en allerlei bloeiende kruiden en kleine struiken.

In principe hebben alpenweiden (gelegen tussen de boomgrens en de "eeuwige sneeuw") ook een toendravegetatie. De grootste toendra"s liggen echter rond de Noordpool, in het noorden van Alaska, Canada, IJsland, Skandinavië en Siberië, waar ze een gordel vormen tussen het zee-ijs (en de gletsjers) en de taiga, die juist dicht bebost is. Niet alle toendra is een boomloze steppe. De overganszone, de boomtoendra, is licht bebost met dwergberken, poolwilgen en enkele sparrensoorten die wortelen in de dunne laag ontdooide bodem boven de permafrost.

Ook de fauna is aangepast aan het unieke klimaat van de toendra, met de koude winters waarin de zon zich maanden niet laat zien, gevolgd door koele, maar zonnige zomers. De toendra is het toneel van de massale rendiertrek, waarin vele duizenden rendieren soms een afstand van 5000 kilometer afleggen, zo nu en dan opgejaagd door roedels wolven. Op de Canadese toendra lopen tienduizenden muskusossen. Langs de uiterste noordrand van de Arctische toendra komen ook ijsberen voor, die van daaruit het zee-ijs van de Noordpool betreden om er op zeehonden te jagen.

Maar de toendra wordt vooral gekarakteriseerd door kleinere zoogdieren, zoals lemmingen, poolhazen, sneeuwhazen en poolvossen, en door aangepaste vogels als de sneeuwuil, de alpensneeuwhoen, de sneeuwgans. En doordat een deel van de broedvogels van de toendra "s winters in Nederland verblijft, weten we dat er de laatste jaren iets aan de hand is in de Arctische gebieden.

veenmoerassen
"Nergens verloopt de temperatuurstijging zo snel als in West-Siberië," zegt Larry Smith van de Universiteit van Californië. De wereldwijde opwarming ten gevolge van het versterkte broeikaseffect wordt in de gebieden rond de Noordpool versterkt door het albedo-effect. De ijs- en sneeuwbedekking neemt af, waardoor het gebied letterlijk donkerder wordt en veel meer zonne-energie absorbeert, in plaats van het terug te kaatsen naar de ruimte.

De toendra van de West-Siberische veenmoerassen sluit tegenwoordig in de zomer niet meer aan op het zee-ijs van de Noordpool, dat zich steeds verder terugtrekt. In plaats daarvan schijnt de zon op het donkere water van de noordelijke ijszee. De toendra verliest hierdoor de geïsoleerde ligging, naast een in het verleden altijd koude noordflank.

Maar het effect speelt ook op de toendra zelf. Naarmate de sneeuw elk jaar eerder smelt, wordt ook daar de albedo steeds kleiner en krijgt de zomerzon een steeds groter effect op de bodem. En op de permafrost. En op een van de grootste koolstofreservoirs op aarde.

Van alle koolstof die sinds de laatste ijstijd wereldwijd door de vegetatie en de bodems is vastgelegd bevindt zich mogelijk een kwart in de West-Siberische veenmoerassen, die zich uitstrekken over een oppervlak van 1 miljoen vierkante kilometer. In de koude, zuurstofloze condities is het organisch materiaal van duizenden jaren bewaard gebleven. Oxidatie van de biomassa tot CO2 was nauwelijks mogelijk, het enige verweringsproduct is methaan. De methaan die over de loop van duizenden jaren in de veenlagen is gevormd, werd altijd tegengehouden door de permafrost, waar het voor een deel vastvroor tot zogeheten gashydraten.

De permafrost is nu in hoog tempo aan het smelten. Wereldwijd zorgt elke graad temperatuurstijging er voor dat de nul-graden-isotherm maar liefst honderd kilometer noordwaarts opschuift, waardoor vele honderdduizenden vierkante kilometers toendra ontdooien. In West-Siberië lijkt het proces zelfs nog sneller te verlopen.

Gigantische oppervlakten van de stevige mosbodems zijn door de dooi aan het veranderen in meren, die zich als grote cirkels uitbreiden over het landschap, doordat oxiderende veen- en plantenresten er in wegglijden. Het open water is donkerder dan het bemoste land, wat de albedo-terugkoppeling nog verder versterkt.

Maar er is hier nog een andere positieve terugkoppeling in werking. Wat door veel klimaatwetenschappers gevreesd wordt, gebeurt hier al in werkelijkheid. En op grote schaal. De permafrost smelt, de gashydraten komen vrij, het verdere methaan kan ongestoord omhoog borrelen. En ondertussen nemen door de hogere temperaturen de methaanvormende processen toe.

Volgens Euan Nisbet van het Royal Holloway College in Londen, die de leiding heeft over een groot internationaal methaanprogramma, stoten de veenmoerassen in West-Siberië nu al 100.000 ton methaan per dag uit. Het moerasgas komt lokaal met zoveel kracht omhoog, dat het wateroppervlak van de meren te veel klotst om zelfs in de winter nog dicht te vriezen.

Dergelijke veenmoerassen komen ook grootschalig voor in de toendra van Alaska, Canada, Skandinavië en Oost-Siberië. Door smelt van de permafrost, het vrijkomen van de gashydraten en onbegrensde uitstoot van extra methaan, stoten de noordelijke veenmoerassen de laatste jaren mogelijk al 50 miljoen ton methaan per jaar uit. Omdat de broeikaswerking van methaan minstens twintig keer zo krachtig is als die van CO2, komt dit overeen met een onwerkelijk hoge CO2-uitstoot van één Gigaton.

Daarmee is de positieve terugkoppeling van de smeltende toendra elk jaar minimaal vergelijkbaar met de branden op Borneo van 1997-1998, die tijdens de extreme droogte ten gevolge van de sterke El Niño in dat jaar tot 25 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot veroorzaakte.

Maar het effect van de smeltende toendra op het wereldwijde klimaatsysteem zal door de voortzettende temperatuurstijging alleen maar toenemen. Klimaatmodellen voorspellen dat aan het einde van de eeuw 90 procent van de permafrost tot een diepte van drie meter zal zijn gesmolten.

De noordelijke veenmoerassen bevatten in totaal 450 miljard ton koolstof. Als deze koolstof allemaal als CO2 vrijkwam zou dat de wereldwijde temperatuurstijging met nog eens 3 graden verhogen. Wanneer het daarentegen als methaan in de atmosfeer komt...

verstoorde koolstofkringloop
Het vereist enige verdieping in de chemie om de functie van de toendra in de natuurlijke koolstofkringloop te begrijpen. De veenmoerassen zijn namelijk nog steeds een zogeheten "carbon-sink", waarbij de natuurlijke CO2-opslag groter is dan de CO2-uitstoot. Ook de netto koolstofbalans is nog positief: de gebieden slaan ook nu nog meer koolstof op, dan ze vrijgeven aan de atmosfeer (alle verbindingen opgeteld). Maar het unieke chemische milieu, waarin vrijwel alle verwering leidt tot de vorming van methaan, maakt de noordelijke veenmoerassen desondanks een van de belangrijkste omslagpunten in het klimaatsysteem van de aarde, die nu al de klimaatverandering versterkt en in de toekomst kan leiden tot een "op hol slaande broeikaswere