Calentamiento Global

A medida que el clima se calienta, el deshielo del permafrost está agitando el paisaje ártico mientras un mundo cambiante acecha debajo de la superficie.

Están sucediendo cosas extrañas en el Ártico.

Enormes lagos de varias millas cuadradas de tamaño desaparecieron en cuestión de días. La ladera se derrumbó. El suelo rico en hielo se derrumbó, haciendo ondulado el paisaje que alguna vez fue plano y en algunos lugares creando enormes áreas poligonales que se hunden.

Hay evidencia de que el permafrost del permafrost debajo de la superficie se está descongelando. Esas son malas noticias para la comunidad en la que se basa y para el clima global.

como un ecologista, estudio estas interacciones dinámicas del paisaje y he estado documentando las diversas formas en que el cambio del paisaje impulsado por el permafrost se ha acelerado con el tiempo. Los cambios ocultos en marcha son advertencias para el futuro.

Una ilustración que muestra algunos de los efectos del permafrost en el paisaje ártico.
Victor O. Leshyk en Schuur et al. 2022. Permafrost y cambio climático: retroalimentaciones del ciclo del carbono a partir del calentamiento del Ártico. Revisión anual de Medio Ambiente y Recursos Volumen 47 (en prensa)

¿Qué es el permafrost?

El permafrost es el permafrost que cubre aproximadamente una cuarta parte de la tierra En el Hemisferio Norte, especialmente en Canadá, Rusia y Alaska. La mayor parte es rica en materia orgánica de plantas y animales muertos hace mucho tiempo que se congelan en el tiempo.

Este permafrost mantiene la integridad estructural de muchos paisajes del norte, brindando estabilidad a las superficies con y sin vegetación, de manera similar a las vigas de soporte de carga en los edificios.

A medida que aumentan las temperaturas y cambian los patrones de precipitación, el permafrost y otras formas de hielo terrestre se vuelven susceptibles de descongelarse y colapsar. A medida que este permafrost se calienta, el suelo se vuelve inestable, interrumpiendo el tejido entretejido que ha dado forma sutil a estos ecosistemas dinámicos durante miles de años. Los incendios forestales en el Ártico han ido en aumento, aumento del riesgo.

Un hombre en Groenlandia se para sobre una gran grieta en el suelo.
El deshielo del permafrost puede hacer que el suelo se hunda y se agriete en algunos lugares, desestabilizando carreteras y edificios.
Orjan F. Ellingvag/Corbis vía Getty Images

Debajo de la superficie, algo más está activo: es exacerbar el calentamiento globalCuando el suelo se descongeló, los microbios comenzaron a alimentarse de materia orgánica en el suelo que había estado congelado durante miles de años.

Estos microorganismo Libera dióxido de carbono y metano, potentes gases de efecto invernadero. A medida que estos gases escapan a la atmósfera, calientan aún más el clima, Crear un circuito de retroalimentación: Las temperaturas más cálidas hacen que se descongele más suelo, liberando más materia orgánica para que los microbios coman y produciendo más gases de efecto invernadero.

Evidencia: El lago que desaparece

La evidencia del cambio climático causado por el hombre está creciendo en todo el rango del permafrost.

este gran lago desapareceque cubre varias millas cuadradas, es uno de los ejemplos más dramáticos de patrones recientes de transición en el paisaje del norte.

Con el desarrollo de canales de drenaje más anchos y profundos, el lago drena lateralmente o verticalmente a través del Talix, y el suelo no congelado debajo del lago se profundiza gradualmente hasta que se penetra el permafrost y el agua se escurre.

Ahora hay evidencia abrumadora de que el agua superficial en el permafrost está disminuyendo.Las observaciones y análisis satelitales sugieren que el drenaje del lago puede ser vinculado a la degradación del permafrost. yo y mis colegas Se ha encontrado que aumenta con veranos más cálidos y estaciones más largas.

Un paisaje lacustre muestra un agua que la ha perdido.
Un barranco formado por la descongelación del suelo drena un lago en la llanura costera ártica del norte de Alaska.
Christian Andresen y Mark J. Lara, CC BY-ND

Esta percepción está en algunos Las tasas catastróficas de drenaje del lago son las más altas – Drenaje en cuestión de días debido a la degradación del permafrost: se ha observado en el noroeste de Alaska durante los últimos cinco años registrados.

La desaparición de lagos dentro del permafrost puede afectar los medios de subsistencia de las comunidades indígenas porque calidad y disponibilidad del agua Importante para traslados de aves acuáticas, peces y otros animales salvajes.

Colinas colapsadas y campos de polígonos

El derretimiento y el colapso de los glaciares subterráneos también está causando que las pendientes en el Ártico ruso y norteamericano se derrumben a un ritmo cada vez mayor, provocando que el suelo, la vegetación y los escombros se deslicen por las pendientes.

Un nuevo estudio en el norte de Siberia encuentra que la superficie perturbada Aumento de más del 300% durante las últimas dos décadas.Estudios similares en norte y Noroeste de Canadá También se descubrió que los deslizamientos de tierra allí se aceleran a medida que el verano se calienta y se humedece.

Varios derrumbes a lo largo del valle, hay señales de más derrumbes en el horizonte
Las empinadas laderas muestran la facilidad con la que se pueden erosionar las formaciones termokarst del Parque Nacional Oravik de Canadá.
Sarah Beatty/Parques Canadá
Un hombre se para frente a una cuña de hielo en una ladera erosionada. Una cuña es más del doble de la altura de una persona.
Una cuña de hielo que data del Pleistoceno tardío en el Monumento Nacional Noatak, Alaska.
David Swanson/Servicio de Parques Nacionales

En terreno plano, las cuñas de hielo pueden desarrollarse, creando patrones geométricos inusuales y variaciones en la tierra.

Durante décadas o siglos, la nieve derretida se filtra por las grietas del suelo, cuñas de hieloEstas cuñas forman surcos en el suelo sobre ellas, Crear los bordes del polígono.Características del polígono formado naturalmente Los resultados debido al proceso de congelación y descongelación son similares a los que se ven en el fondo de marismas secas. Cuando la cuña de hielo se derritió, el suelo de arriba se derrumbó.

Incluso en ambientes árticos extremadamente fríos a gran altitud, los efectos de unos pocos veranos inusualmente cálidos pueden ser significativos cambiando la superficie del paisaje, a medida que la superficie comienza a hundirse y el hielo del suelo se derrite, transformando el terreno previamente plano en un terreno ondulado.Tasa general de descongelación de cuñas de hielo aumento debido al calentamiento.

Descongelación de pingos y polígonos (montículos y depresiones formadas por cuñas de hielo) en los Territorios del Noroeste de Canadá.
Emma Pike/Wikimedia

Cómo las cuñas de hielo de permafrost conducen a polígonos de tundra.

Este deshielo también se ha acelerado en muchas regiones del Ártico fuego fatuoEn un estudio reciente, Mis compañeros y yo nos enteramos Los incendios forestales en el permafrost del Ártico aumentaron la tasa de descongelación y colapso vertical del terreno congelado hasta ocho años después de los incendios.porque ambos calentamiento global y perturbación de incendios forestales Se espera que aumenten en el futuro, pueden aumentar la tasa de cambio en el paisaje del norte.

Los efectos de los cambios climáticos y ambientales recientes también se sienten en los bosques boreales de tierras bajas en latitudes más bajas.Allí, las mesetas de permafrost ricas en hielo (islas de permafrost que se elevan sobre los humedales adyacentes) se han degradado rápidamente. Alaska, Canadá y EscandinaviaParecen barcos de carga llenos de juncos, arbustos y árboles, hundiéndose en los humedales.

¿Por qué importa esto?

Las temperaturas frías y las temporadas de crecimiento cortas han limitado durante mucho tiempo la descomposición de las plantas muertas y la materia orgánica en los ecosistemas del norte.Debido a esto, casi 50% del carbono orgánico del suelo global almacenada en estos suelos congelados.

Los cambios repentinos que vemos hoy (lagos en cuencas de drenaje, matorrales de tundra en estanques, bosques boreales de tierras bajas en humedales) aceleran no solo la descomposición del carbono del permafrost enterrado, sino también la descomposición de la vegetación superficial a medida que colapsa en un ambiente saturado de agua.

Permafrost en todo el hemisferio norte.
Rusia tiene la mayor parte del permafrost del mundo. Cuando Rusia invadió Ucrania a principios de 2022, algunas instituciones occidentales suspendieron la financiación de la investigación científica allí tras años de cooperación internacional.
Joshua Stevens/NASA
Mapa que muestra la diferencia de temperatura con el aumento del rojo en 2050
La zona roja es el suelo descongelado sobre el talik, o permafrost, que se espera que ocurra en cinco parques en el norte de Alaska en la década de 2050. El espesor del permafrost varía con las condiciones climáticas y la historia del paisaje. Por ejemplo, la capa activa de deshielo de verano puede tener menos de un pie de espesor cerca de Prudhoe Bay, Alaska, y unos pocos pies de espesor cerca de Fairbanks, y se estima que el espesor promedio del permafrost debajo de estos sitios es de aproximadamente 2100 a 300 pies de espesor. , respectivamente (alrededor de 660 a 90 metros), pero varían ampliamente.
Servicio de Parques Nacionales

Los modelos climáticos sugieren este efecto. Las transiciones pueden dar miedoPor ejemplo, publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza Se sugiere que la degradación del permafrost y el colapso del paisaje asociado podrían conducir a un aumento de 12 veces en las pérdidas de carbono bajo un calentamiento intenso para fines de siglo.

Esto es especialmente importante ya que se estima que el permafrost El doble de carbono que la atmósfera hoy dia. La profundidad del permafrost varía ampliamente, superando los 3000 pies en partes de Siberia y los 2000 pies en el norte de Alaska, y disminuye rápidamente al moverse hacia el sur. La altura promedio en Fairbanks, Alaska, es de aproximadamente 300 pies (90 m).Las investigaciones muestran que la mayoría del permafrost poco profundo de 10 pies (3 metros) de profundidad o menos Si el mundo todavía existe, puede descongelarse en su actual trayectoria de calentamiento.

Para empeorar las cosas, en un ambiente inundado con deficiencia de oxígeno, los microbios producen metano, un potente gas de efecto invernadero. Calienta el planeta 30 veces más que el dióxido de carbonoaunque no permanece en la atmósfera tanto tiempo.

Las piernas de un hombre con botas altas se encuentran en un pantano burbujeante.
Burbujas de metano al derretirse el permafrost en la marisma ártica sueca.
Jonathan Nackstrand/AFP vía Getty Images

Cuánto podría hacer el descongelamiento del permafrost al clima es una pregunta abierta. Sabemos que está emitiendo gases de efecto invernadero en este momento.Pero las causas y consecuencias del deshielo del permafrost y los cambios de paisaje asociados son Frentes de Investigación Activos.

Una cosa es segura: el descongelamiento de paisajes previamente congelados continuará cambiando la faz de los ecosistemas de latitudes altas en los años venideros. Para las personas que viven en estas áreas, el derrumbe de la tierra y el suelo inestable significará asumir riesgos y costos, incluidos caminos torcidos y edificios hundidos.

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