Julkaistu: 6.8.2026
Teksti: Kirsi Keskitalo
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy
Kuvat: Kirsi Keskitalo

Arktiset alueet lämpenevät jopa neljä kertaa globaalia keskiarvoa nopeammin. Ilmaston lämpeneminen sulattaa merijään lisäksi myös ikiroutaa eli vähintään kaksi perättäistä vuotta jäätyneenä ollutta maa-ainesta.

Ikirouta-alueiden maa-ainekseen on kertynyt valtavat määrät orgaanista materiaalia, joka on pysynyt jäätyneenä tuhansia vuosia. Arvioiden mukaan näissä orgaanisissa hiilivarastoissa on jopa kaksi kertaa enemmän hiiltä kuin ilmakehässä tällä hetkellä. Tämän orgaanisen aineksen hajotessa ilmakehään voi vapautua kasvihuonekaasuja, jotka vahvistavat ilmaston lämpenemistä edelleen.

Jäämeren rannikkoalueet Siperiassa ovat herkkiä ikiroudan sulamiselle, sillä Siperian rannikon ikirouta on laajalti hyvin jääpitoista. Kun jääpitoinen ikirouta sulaa, rannikkoalueet voivat romahtaa äkillisesti, mikä lisää maa-aineksen kulkeutumista mereen.

Myös merijään sulaminen lisää rannikoiden eroosiota. Ilman merijäätä rannikot altistuvat suuremmille aalloille ja myrskyille, jotka huuhtovat rannikkoa mereen. Paikoittain rannikko vetäytyykin jopa yli kymmenen metriä vuodessa. Lisäksi arktisten jokien virtaamien on ennustettu voimistuvan, mikä osaltaan lisää maa-aineksen päätymistä mereen. Meressä maa-aines voi joko sedimentoitua meren pohjaan tai hajota ja vapauttaa kasvihuonekaasuja.

Mikrobit auttavat ymmärtämään merenpohjan tapahtumia

Tutkimushankkeemme tavoitteena on selvittää molekyylitekniikoita apuna käyttäen, mitä orgaaniselle ainekselle tapahtuu merenpohjassa. Tutkimme merenpohjan kerrostumia eli sedimenttejä Siperian mannerjalustalla Karan, Laptevin ja Itä-Siperan merten alueella. Merenpohjan sedimentit ovat tärkeä hiilivarasto, mutta niiden kyvyn varastoida hiiltä arvellaan heikkenevän ilmastonmuutoksen seurauksena – osittain lisääntyneen maa-aineksen takia. Merenpohjassa mikrobit voivat hajottaa orgaanista ainesta, jolloin siitä voi vapautua kasvihuonekaasuja.

Aiemmissa tutkimuksissa on tunnistettu eri puolella Jäämerta erilaisia mikrobiyhteisöjä metagenomiikan analyysimenetelmien avulla eli tutkimalla mikrobiyhteisöjen geenejä sedimenteistä. Mikrobien aineenvaihduntaa eli metabolomiikkaa ei kuitenkaan tällä alueella ole juurikaan tutkittu.

Tutkimuksemme on siis tarpeellinen, sillä mikrobien aineenvaihdunnan lopputuotteiden selvittäminen metabolomiikan avulla auttaa ymmärtämään, millaisia biokemiallisia prosesseja sedimenteissä on tapahtunut. Lisäksi kartoitamme sedimenttien koostumusta ja alkuperää, mikä auttaa ymmärtämään mikrobien elinympäristöä.

Merenpohja muuttuu ilmaston muuttuessa

Jäämeren pohja muuttuu ilmaston muuttuessa. Rannikon eroosio ja jokien virtaaman voimistuminen lisäävät orgaanisen maa-aineksen määrää merenpohjassa. Lisäksi merten perustuotannon on ennustettu lisääntyvän, mikä osaltaan vaikuttaa orgaanisen aineksen määrään ja koostumukseen.

Yhdistämällä metagenomiikan ja metabolomiikan tutkimusmenetelmiä geokemiallisiin menetelmiin voimme tutkia, miten mikrobit toimivat erilaisissa ympäristöissä ja kuinka lisääntynyt orgaanisen aineksen määrä ja koostumus vaikuttavat mikrobien toimintaan sekä orgaanisen aineksen hajoamiseen. Tutkimuksemme auttaa kartoittamaan alati muuttuvan Jäämeren pohjan koostumusta, sedimenteissä elävien mikrobien toimintaa sekä sitä, miten nämä prosessit mahdollisesti vaikuttavat ilmaston lämpenemiseen.

Tässä tutkimuksessa käytetyt sedimentit kerättiin vuonna 2020 osana ruotsalais-venäläistä tutkimushanketta, joka keskittyy ilmastonmuutoksen vaikutusten tutkimiseen Siperian mannerjalustalla. 

 

 

FT Kirsi Keskitalo on geotieteiden tohtori, joka työskentelee tutkijana Northumbrian yliopistossa Isossa-Britanniassa. Hän on tutkinut arktisten ikirouta-alueiden hiilenkiertoa ja kasvihuonekaasupäästöjä sekä virtavesissä että Jäämerellä. Tutkimustyössään hän on käyttänyt biogeokemiallisia analyysimenetelmiä.

 

 

 

Lähteet:

• Arrigo, K.R. and van Dijken, G.L.: Continued increases in Arctic Ocean primary production. Prog Oceanogr, 136,60-70, doi.org/10.1016/j.pocean.2015.05.002, 2015.
• Fritz, M., Vonk, J. E. et al.: Collapsing Arctic coastlines. Nat. Clim. Chang. 7:6–7 doi:10.1038/nclimate3188, 2017.
• Hugelius G, Strauss J, et al.: Estimated stocks of circumpolar permafrost carbon with quantified uncertainty ranges and identified data gaps. Biogeosciences. 11:6573–6593, doi:10.5194/bg-11-6573-2014, 2014.
• Jeon, J., Park, Y. et al.: Microbial profiling of the East Siberian Sea sediments using 16S rRNA gene and metagenome sequencing. Sci Data, 11:1350. doi.org/10.1038/s41597-024-04177-0, 2024.
• Oziel, L., Gürses, Ö. et al.: Climate change and terrigenous inputs decrease the efficiency of the future Arctic Ocean’s biological carbon pump. Nat. Clim. Chang. 15:171–179, doi.org/10.1038/s41558-024-02233-6, 2025.
• Rantanen, M., Karpechko A.Y. et al. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. Communications Earth & Environment 3, no. 168: 1–10. https://doi.org/10.1038/ s4324 7-022-00498-3, 2022.
• Walker, A.M., Leigh, M.B. et al.: Patterns in Benthic Microbial Community Structure Across Environmental Gradients in the Beaufort Sea Shelf and Slope. Front. Microbiol. 12:581124.doi:10.3389/fmicb.2021.581124, 2021.