Arktis er et mere eller mindre is-fyldt hav omgivet af kontinenter. Antarktis er derimod et kontinent omgivet af Sydpolarhavet. Mere end 98 % af kontinentet er dækket af en indlandsis med en gennemsnitlig tykkelse på 1600 m. Indlandsisen repræsenterer dermed mere end 90 % af den samlede mængde af is på Jorden. Hvis hele iskappen smelter, vil det svare til en global havspejlsstigning på 60-70 m eller mere end 10 gange så meget sammenlignet med Grønlands indlandsis. Det er velkendt, at en del af iskappen smeltede i den sidste mellemistid for omkring 120.000 år siden og gav anledning til en global vandstandsstigning i størrelsesordenen 10 m. De seneste meldinger fra IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) tyder på, at den nuværende afsmeltning (2006-2015) svarer til en global havspejlsstigning på 0,4 mm om året. Denne afsmeltning knytter sig kun til Vestantarktis. Det antarktiske kontinent er det koldeste kontinent og omgivet af kolde havstrømme, der i modsætning til Arktis fastholder kontinentet isoleret fra omverden.

Regional opvarmning

Samme IPPC-rapport viser, at Antarktis ikke opvarmes på samme entydige måde som kendt fra Arktis. Det gælder også havisen, som i store træk har et ensartet dække dog med store variationer fra år til år. En entydig regional opvarmning synes dog at være tilfældet i Vestantarktis, hvor lufttemperaturen er steget 2,4 °C i perioden 1958 til 2010.

Et af de steder, hvor den regionale opvarmning er mest markant, er på Den Antarktiske Halvø – spidsen, der peger op mod Sydamerika. Her er den stærke antarktiske strøm tæt på land, tilgængeligheden af næringsstoffer stor, og 100.000-vis af pingviner holder til her. Forudsætningen for de mange pingviner er et ekstremt produktivt marint miljø med planteplanton, krill, fisk, blæksprutter og meget mere.

Den isfrie del af Antarktis er begrænset og svarer til 1/3 af England. Men landområdet øges, fordi gletsjere smelter tilbage, og samtidig påvirkes de marine fødekæder. Krill er et lille rejelignende krebs, som er den primære næringskilde for bardehvalerne, sæler, pingviner og albatrosser. Populationen af krill er tæt knyttet til forekomsten af havisen og dermed klimaet, men også den massive kommercielle fangst de seneste årtier. Tæt koblet til klimaændringer og kommerciel fangst af krill er der både vindere og tabere blandt pingvinerne.

Citizen science i Antarktis

Vi er på 200-året for opdagelsen af Antarktis taget med turister til Antarktis på alt andet end en ferie. Der er tale om et citizen science projekt (se infoboks), hvor vi med kammermålinger og med hjælp af turister har målt frigivelsen af både kuldioxid, metan og lattergas fra jorden. Fordi det er en ekspedition for turister, har det været muligt at sejle fra koloni til koloni og på kort tid foretage målinger fra forskellige arter af pingviner og forskellige egne af den Antarktiske Halvø. På den måde har vi fået et unikt øjebliksbillede af variationen i frigivelsen af drivhusgasser.

Pingvinland

De isfrie områder på Antarktis med millioner af sæler og pingviner er en speciel oplevelse. Her kan man stå i guano til anklerne med udsigt til mere end 100.000 individer af den samme art af pingviner. Takket været pingvinerne er disse områder samtidig modtager af gigantiske mængder af næring i form af kulstof, kvælstof og fosfor fra havet til landjorden. De fleste kendte biogeokemiske processer medfører normalt det stik omvendte – en udvaskning fra land til hav via floder. Men pingviner og sæler har fundet plads og ro til at yngle på land – fri fra rovdyr, tilpasset sig kulden og kan frit her opfostre deres unger.

Pingvinkolonier i Antarktis kan sammenlignes lidt med fuglefjelde i Arktis, men de er langt mere omfattende, når det kommer til næringsstoffer og potentialet for omsætning og drivhusgasser. Pingvinland er samtidig en skueplads for dyr og fugle, der skubber, napper og giver lyd. Det kan derfor ikke undre, at jordmiljøet under pingvinerne er ekstremt næringsholdigt, at jorderne stedvis trampes sammen til det rene mudder, og at den derfor kan frigive store mængder af drivhusgasser i løbet af den korte sommer fra november til marts.

Nyeste målinger og forsøg

Målinger de seneste år viser, at frigivelsen af drivhusgasser er høj. Det gælder specielt lattergas, som under iltfattige forhold omdannes af bakterier til lattergas og frit kvælstof. Vores studier viser, at specielt lattergas frigives i helt ekstreme mængder fra pingvinjorderne. Den største frigivelse ses, når jorderne er våde og dermed iltfrie. Derved opstår der iltfrie forhold, hvor der produceres svovlbrinte (som lugter af rådne æg), metan og lattergas. Alle tre gasser produceres af bakterier, som under disse ekstreme forhold effektivt nedbryder affald fra pingvinerne.

Sammenlignet med en dansk landbrugsjord efter tilført gylle og med samme adgang af ilt er frigivelsen af lattergas i pingvinkolonier i størrelsesordenen 10-40 gange større. Der er dog stor forskel på frigivelsen af lattergas i og omkring kolonierne, og der er målt helt op til 100 gange så stor frigivelse i forhold til en ny-gødsket mark i Danmark. Det gode spørgsmål er selvfølgelig, om flere pingviner og flere prutter og anden aktivitet i Antarktisk kan påvirke det globale drivhusgas-regnskab. Svaret er formentlig nej. Arealet er for lille, og derfor er hovedinteressen i disse pingvinkolonier også knyttet til, hvilke bakterier der kan leve i sådanne jorder, hvilken betydning deres tilpasning har for deres aktivitet, og om vi kan udnytte disse egenskaber til at begrænse frigivelsen af drivhusgasser fra andre mere menneske-betingede aktiviteter.

Ny viden omkring processerne kan også helt konkret bidrage til at forstå det komplekse samspil mellem omsætning af kulstof og kvælstof. Undersøgelser omkring pingvinkolonier viser nemlig, at tørre vegetationsfrie jorder uden pingviner kan optage metan fra atmosfæren og derved minimere en stærk drivhusgas i atmosfæren. Men når pingviner indtager nye landområder og tilfører store mængder af kvælstof, så påvirker det de metan-oxiderende bakterier, og deres aktivitet bliver mindre eller stopper. Der er tale om naturlige processer og samspil, som er uden for menneskets rækkevidde, men som er dårlig beskrevet og nyttig i vores forsøg på at forstå klodens samlede drivhusgasbudget.