El descongelamiento del permafrost está comenzando a transformar el Ártico

La capa de tierra congelada que ha estado debajo de la tundra ártica durante milenios ahora está comenzando a descongelarse. Este deshielo, que podría liberar grandes cantidades de gases de efecto invernadero, ya está cambiando el paisaje ártico al provocar deslizamientos de tierra, drenar lagos y alterar la vegetación.

Por: Ed Struzik

El científico canadiense Philip Marsh y yo volamos a lo largo de la costa del mar de Beaufort, donde la tundra helada se había abierto recientemente en un cráter del tamaño de un estadio de fútbol. Ubicada a lo largo de la costa de un lago sin nombre, la llamada depresión de deshielo era gris, fangosa y árida, en marcado contraste con el brillante rojizo y el oro de la tundra de otoño circundante. Estos retrocesos de deshielo o deslizamientos de tierra, formados a medida que las temperaturas cálidas descongelan rápidamente el permafrost, están aumentando en todo el Ártico, incluido el cráter Batagaika de 100 kilómetros de profundidad en la cuenca del río Yana de Siberia.

La tundra del Ártico occidental de Canadá ha estado alfombrada durante mucho tiempo con arándanos, moras, arbustos, juncias y líquenes que han proporcionado abundante alimento para los osos pardos, el caribú y otros animales. Ahora, sin embargo, a medida que el permafrost se derrite y se desploma, partes de ese paisaje se están transformando en nada más que barro, limo y turba, eliminando cantidades masivas de carbono que se han almacenado en el permafrost durante milenios. Si esto hubiera sucedido en un área urbana, habría resultado en la destrucción de docenas de edificios. Si hubiera sucedido a lo largo de un derecho de paso de la tubería, podría haber resultado en un desastre ambiental.

A medida que el Ártico se calienta más rápido que cualquier región de la Tierra, la atención pública se ha centrado principalmente en la rápida desaparición del hielo marino del Ártico. Pero también se están produciendo cambios importantes en la tierra, y uno de los más llamativos es la descongelación de vastas franjas de permafrost que han subyacido a estas regiones polares durante milenios. Ese deshielo está pasando factura de maneras complejas que no se entienden claramente, y científicos como Marsh ahora están intensificando sus esfuerzos para comprender cómo se desarrollarán estos cambios en este siglo y más allá.

Alrededor de 2.5 millones de millas cuadradas de permafrost (40 por ciento del total del mundo) podrían desaparecer para fines de siglo.

Lo que sí sabemos es que si el Ártico continúa calentándose tan rápido como predicen los climatólogos, se estima que 2.5 millones de millas cuadradas de permafrost (40 por ciento del total del mundo) podrían desaparecer para fines de siglo, con enormes consecuencias. Se espera que lo más alarmante sea la liberación de enormes reservas de gases de efecto invernadero, incluidos metano, dióxido de carbono y óxido nitroso que han permanecido encerrados en el permafrost durante años. Los patógenos también serán liberados.

Pero menos apreciados son los cambios radicales en el paisaje que alterarán los ecosistemas de la tundra, haciendo cada vez más difícil que los pueblos indígenas de subsistencia, como los inuit y los animales del Ártico, encuentren alimentos. La desintegración del hielo subterráneo que pega la turba, la arcilla, las rocas, la arena y otros minerales inorgánicos ahora está provocando deslizamientos de tierra y hundimientos a tasas alarmantes, lo que resulta en cambios en los flujos de las corrientes, el drenaje repentino de los lagos, el colapso de las playas y la alteración de la química del agua. formas que podrían ser perjudiciales tanto para los humanos como para la vida silvestre.

«Estamos viendo una caída a lo largo de las costas que pueden drenar la mayor parte del agua en un lago en solo días e incluso horas», dice Marsh, un ex científico del gobierno canadiense que ahora es profesor de hidrología en la Universidad Wilfrid Laurier en Ontario. “No es sorprendente cuando se considera que hasta el 80 por ciento del suelo aquí consiste en agua congelada. Cuando ese hielo se derrite, el suelo congelado literalmente se desmorona «. Como resultado, dice Marsh, las comunidades indígenas, la industria de los recursos y el gobierno deben comprender mejor cómo un clima cálido está afectando los recursos hídricos y los ecosistemas de permafrost».

Mientras el piloto del helicóptero rodeaba el sitio de investigación de Marsh en busca de un lugar seco para aterrizar, pude ver los lagos Husky a lo lejos. Esta es una zona de transición de línea de árboles / tundra única donde se sabe que los osos pardos matan o se aparean con osos polares y donde las belugas marinas nadan en lagos salobres del interior.

Branden Walker, investigador de la Universidad Wilfrid Laurier, recopila datos de una estación meteorológica en la tundra en los Territorios del Noroeste.

Desde el helicóptero, el campo de investigación debajo parecía un hombre de palo. Los estrechos senderos de madera conectan estaciones meteorológicas, indicadores de nieve y lluvia, e instrumentos que determinan cuánto dióxido de carbono, óxido nitroso y metano están siendo absorbidos por las plantas de tundra y cuánto de estos gases se están emitiendo a la atmósfera. Los paseos marítimos se colocaron para que las botas de los científicos no perturben la turba de descongelación y el permafrost ni sesguen las grabaciones. Los paneles solares y un generador de respaldo mantenían todo encendido, incluida una cerca electrificada diseñada para mantener alejados tanto a los osos grizzly como a los osos polares.

Marsh, que ha realizado trabajos de campo en el Ártico durante más de cuatro décadas, estableció esta estación de investigación en Trail Valley Creek en 1991. No solo está situada en la región que se calienta más rápidamente en la Tierra, sino que también es el sitio de una nueva carretera ártica, cientos de sitios exploratorios de petróleo y gas actualmente inactivos, y algunos de los territorios de anidación de aves más importantes del Ártico. Como todos los científicos del permafrost, él y sus colegas han trabajado en condiciones difíciles, luchando contra las hordas de moscas y mosquitos picantes en el verano, y midiendo la capa de nieve y la temperatura del suelo en el frío invierno.

La investigación de Marsh en el Ártico canadiense ya lo ha llevado a concluir que el calentamiento climático provocará cambios hidrológicos este siglo que secarán 15,000 de los 45,000 lagos en el Delta del río Mackenzie, uno de los deltas más grandes del mundo. También espera ver más de lo que Antoni Lewkowicz, geógrafo y experto en permafrost de la Universidad de Ottawa, está viendo a su padre al norte en la isla Banks en el Alto Ártico de Canadá. Lewkowicz informó recientemente un aumento de 60 veces en la caída a lo largo de 288 lagos que ha monitoreado con imágenes satelitales desde 1984 hasta 2015.

Se estima que 1.400 gigatoneladas de carbono están congeladas en el permafrost ártico, lo que lo convierte en uno de los sumideros de carbono más grandes del mundo.

La caída puede ocurrir con una fuerza catastrófica repentina. En un caso notable que fue capturado en una fotografía de lapso de tiempo en 2015 por Steve Kokelj, un experto en permafrost del Estudio Geológico de los Territorios del Noroeste, un acantilado que se descongela rápidamente que bordea las orillas de un lago de tundra se derrumbó en la cuenca del río Peel en los Territorios del Noroeste. La cascada que se creó drenó aproximadamente 800,000 galones de agua de ese lago de tierras altas en solo dos horas. Los metales pesados ​​en el permafrost, como el mercurio, fueron arrojados aguas abajo junto con limo y turba, contaminando el sistema fluvial por millas río abajo.

El permafrost ocurre en áreas donde la temperatura del suelo permanece por debajo de la marca de congelación durante dos años o más. Alrededor de una cuarta parte del paisaje del hemisferio norte se ajusta a esta definición. La mayor parte del permafrost del mundo se encuentra en el norte de Rusia, Canadá, Alaska, Islandia y Escandinavia. Gran parte subyace a los ecosistemas de turba. Pero al igual que la turba, el permafrost también se encuentra en las Montañas Rocosas de Canadá y Alaska, los Alpes, el Himalaya, la región de la Patagonia a gran altitud de América del Sur y el país alto de Nueva Zelanda.

La rápida descongelación del permafrost tiene enormes implicaciones para el cambio climático. Se estima que hay 1.400 gigatoneladas de carbono congelado en el permafrost, lo que convierte al Ártico en uno de los sumideros de carbono más grandes del mundo. Eso es aproximadamente cuatro veces más de lo que los humanos han emitido desde la Revolución Industrial, y casi el doble de lo que actualmente está contenido en la atmósfera . Según un informe reciente, un aumento de temperatura de 3.6 grados Fahrenheit (2 grados Celsius), esperado para fines de siglo, resultará en una pérdida de alrededor del 40 por ciento del permafrost del mundo para 2100.

Los gases de efecto invernadero en la tundra se liberan de dos maneras. A medida que el permafrost se descongela, los microorganismos que alguna vez estuvieron inactivos descomponen la materia orgánica, permitiendo que el metano y el carbono se liberen en la atmósfera. La descongelación también puede abrir caminos para que el metano se levante de los depósitos en las profundidades de la tierra.

La descongelación del permafrost que conduce a la liberación de gases de efecto invernadero se está intensificando en todo el Ártico. Según Lewkowicz, gran parte de la degradación del permafrost que se produjo en la isla Banks de Canadá tuvo lugar después de algunos de los años más cálidos registrados. En 1984, la isla tenía 60 caídas activas. Para 2013, había 4,000. Lewkowicz espera que la isla pueda ver hasta 30,000 nuevas caídas activas en los próximos años.

Esta descongelación tendrá un profundo impacto en el flujo y la química de los lagos y arroyos, así como en aquellas partes del Océano Ártico en las que drenan los ríos. Los datos satelitales de Lewkowicz, por ejemplo, muestran que el color de muchos de los lagos en la isla Banks ha cambiado de azul a turquesa, lo que indica que el agua una vez clara se ha llenado de sedimentos.

Los científicos sospechan que parte de la caída puede estar dando nueva vida a los patógenos capaces de matar al buey almizclero, el caribú y las aves que anidan a medida que las temperaturas más cálidas sacan a los patógenos de su estado latente. Las muertes masivas de bueyes almizcleros en las islas Banks y Victoria en Canadá, así como los renos en Siberia, parecen estar relacionados con patógenos que alguna vez estuvieron inactivos y que están volviendo a la vida.

La fecha en que se derrite la nieve es clave para determinar la velocidad a la que se descongela el permafrost.

Los científicos también están descubriendo que cientos de sumideros excavados por la industria del petróleo y el gas en las décadas de 1970 y 1980 se están descongelando. Los desechos tóxicos de petróleo que se suponía que estarían permanentemente contenidos en 200 pozos congelados en el Delta del Mackenzie, por ejemplo, están migrando hacia los ecosistemas de agua dulce cercanos .

En Trail Valley Creek, Carolina Voigt, investigadora de geografía posdoctoral, y Oliver Sonnentag, hidrólogo de la Universidad de Montreal, están utilizando sensores manuales y automáticos para medir cómo el cambio climático afecta la actividad de los gases de efecto invernadero en la tundra. Evan Wilcox, un candidato a doctorado en geografía en la Universidad Wilfrid Laurier, ha hecho importantes descubrimientos sobre el papel que la rápida expansión de los arbustos en el Ártico, como resultado del aumento de las temperaturas, está jugando en el deshielo del permafrost. En todo el cálido Ártico, los arbustos se están expandiendo hacia la tundra, donde una vez prevalecieron los pastos, juncias y líquenes. Los arbustos más altos no solo están sombreando las plantas más pequeñas debajo, sino que también están cambiando la hidrología del ecosistema.

«Estamos descubriendo que la fecha en que se derrite la nieve es la clave para determinar la velocidad a la que se descongela el permafrost de la capa activa», dice Wilcox. “La nieve en las áreas de tundra donde tienes arbustos como el abedul enano tiende a derretirse una semana antes que en las áreas donde no hay arbustos. Esto da como resultado una mayor descongelación del permafrost. A medida que los arbustos se expanden hacia la tundra, es probable que veamos una aceleración de la descongelación ”.

Wilcox perfora sondas de acero, hasta 3.000 un verano reciente, en el suelo para determinar la profundidad del deshielo del suelo. Por muy arduo que sea, Niels Weiss, un becario postdoctoral que trabaja con Marsh, tiene más dificultades para martillar el hielo sólido para obtener la muestra que necesita para determinar cuánto y qué tipo de material orgánico contiene el permafrost. Weiss ha realizado investigaciones de permafrost en Siberia, Escandinavia y Canadá, y él y otros han descubierto que el almacenamiento de carbono y las formas en que se liberan los gases de estos ecosistemas dependen de una variedad de factores, como la composición del suelo, el flujo de agua subterránea y si los árboles, arbustos , o los pastos son predominantes. Lo que está claro, dice, es que incluso en los lugares más fríos del Ártico, el permafrost se está descongelando a un ritmo acelerado.

Aunque queda mucho por descubrir sobre los impactos del descongelamiento del permafrost en la región, Marsh dice que una cosa se está volviendo cada vez más clara: en las próximas décadas, el paisaje de la tundra se verá muy diferente de lo que es ahora.

Ese cambio fue evidente cuando nos sacudimos a través de sauces de 8 pies de alto en el camino para recuperar un medidor de agua barrido durante la inundación de primavera. Hace treinta años, los líquenes y juncias dominaban este paisaje. Hoy en día, los sauces y los arbustos proliferan en la tundra. El caribú abundante una vez se alimentó del liquen, sus números en la península de Tuktoyaktuk alcanzaron los 3.000 en 2006. Ahora, solo queda la mitad de ese número.

Artículo tomado de Yale Environment 360

 

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