MEDIO AMBIENTE. El deshielo del permafrost desestabiliza la superficie, libera CO2 y metano

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El permafrost y las cuñas de hielo se han acumulado durante milenios en el Ártico. Cuando se descongelan, desestabilizan el paisaje circundante. Michael Robinson Chávez/The Washington Post vía Getty Images

Al otro lado del Ártico, cosas extrañas están sucediendo en el paisaje. Enormes lagos, de varias millas cuadradas de tamaño, han desaparecido en el lapso de unos pocos días. Desplome de las laderas. El suelo rico en hielo se derrumba, dejando el paisaje ondulado donde antes era plano y, en algunos lugares, creando vastos campos de grandes polígonos hundidos.

Es evidencia de que el permafrost, el suelo congelado durante mucho tiempo debajo de la superficie, se está descongelando. Esas son malas noticias para las comunidades construidas sobre él, y para el clima global. Los cambios ocultos que están ocurriendo allí son una advertencia para el futuro.

¿Qué es el permafrost?

El permafrost es suelo permanentemente congelado que cubre aproximadamente una cuarta parte de la tierra en el hemisferio norte, particularmente en Canadá, Rusia y Alaska. Gran parte de ella es rica en materia orgánica de plantas muertas hace mucho tiempo y animales congelados en el tiempo.

Estos suelos congelados mantienen 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 vulnerables al deshielo y al colapso. A medida que estos suelos congelados se calientan, el suelo se desestabiliza, deshaciendo el tejido entretejido que ha formado delicadamente estos ecosistemas dinámicos durante milenios. Los incendios forestales, que han ido en aumento en todo el Ártico, han aumentado el riesgo .


Una ilustración muestra algunas de las formas en que el permafrost afecta el paisaje ártico. Victor O. Leshyk, de Schuur et al. 2022. 


Debajo de la superficie, algo más está activo, y está amplificando el calentamiento global . Cuando el suelo se descongela, los microbios comienzan a darse un festín de materia orgánica en suelos que han estado congelados durante milenios. 

Estos microbios liberan dióxido de carbono y metano, potentes gases de efecto invernadero. A medida que esos gases escapan a la atmósfera, calientan aún más el clima, creando un circuito de retroalimentación : las temperaturas más cálidas descongelan más suelo, liberando más material orgánico para que los microbios se den un festín y produzcan más gases de efecto invernadero.

La evidencia: lagos que desaparecen

La evidencia del cambio climático causado por el hombre está aumentando a lo largo de la extensión del permafrost. La desaparición de grandes lagos , de varias millas cuadradas de tamaño, es uno de los ejemplos más sorprendentes de los patrones recientes de las transiciones del paisaje del norte.

Los lagos se drenan lateralmente a medida que se desarrollan canales de drenaje más anchos y profundos, o verticalmente a través de taliks, donde el suelo no congelado debajo del lago se profundiza gradualmente hasta que se penetra el permafrost y el agua se drena.

Ahora hay evidencia abrumadora que indica que el agua superficial en las regiones de permafrost está disminuyendo. Las observaciones y análisis satelitales indican que el drenaje del lago puede estar relacionado con la degradación del permafrost . Los científicos han descubierto que aumenta con las temporadas de verano más cálidas y largas.

Esta información se produjo después de que se observaran algunas de las tasas más altas de drenaje de lagos (drenaje que ocurre en unos pocos días debido a la degradación del permafrost) en los últimos cinco años en el noroeste de Alaska.

Es probable que la desaparición de los lagos a lo largo de la extensión del permafrost afecte los medios de subsistencia de las comunidades indígenas, ya que la calidad del agua y la disponibilidad de agua son importantes para las aves acuáticas, los peces y otros cambios en la vida silvestre.

Colinas desplomadas y campos de polígonos

El deshielo y el colapso del hielo glacial enterrado también está provocando que las laderas se desplomen a un ritmo cada vez mayor en el Ártico ruso y norteamericano, lo que hace que la tierra, las plantas y los escombros se deslicen cuesta abajo.

Un nuevo estudio en el norte de Siberia encontró que las superficies terrestres perturbadas aumentaron más del 300% en las últimas dos décadas. Estudios similares en el norte y noroeste de Canadá encontraron que la caída allí también se aceleró con veranos más cálidos y húmedos.

En terreno plano, las cuñas de hielo pueden desarrollarse, creando patrones geométricos inusuales y cambios en todo el terreno. Durante décadas o siglos, la nieve derretida se filtra por las grietas del suelo y acumula cuñas de hielo . Estas cuñas provocan depresiones en el suelo sobre ellas, creando los bordes de los polígonos . 

Las características poligonales se forman naturalmente como resultado del proceso de congelación y descongelación de una manera similar a la que se ve en el fondo de las marismas que se están secando. A medida que las cuñas de hielo se derriten, el suelo de arriba se derrumba.

Incluso en ambientes árticos extremadamente fríos, los impactos de solo unos pocos veranos excepcionalmente cálidos pueden cambiar drásticamente la superficie del paisaje , haciendo la transición de un terreno previamente plano a ondulado a medida que la superficie comienza a hundirse en depresiones con el derretimiento del hielo en el suelo debajo. Las tasas generales de descongelación de cuñas de hielo han aumentado en respuesta al calentamiento climático .

En muchas regiones del Ártico, este deshielo también se ha visto acelerado por los incendios forestales . En un estudio reciente,  los científicos descubrieron que los incendios forestales en las regiones de permafrost del Ártico aumentaron la tasa de deshielo y el colapso vertical del terreno congelado hasta ocho décadas después del incendio. Debido a que se proyecta que tanto el calentamiento climático como la perturbación por incendios forestales aumenten en el futuro, es posible que aumenten la tasa de cambio en los paisajes del norte.

El impacto del cambio climático y ambiental reciente también se ha sentido en latitudes más bajas en el bosque boreal de tierras bajas. Allí, las mesetas de permafrost ricas en hielo (islas elevadas de permafrost que se elevan sobre los humedales adyacentes) se han degradado rápidamente en Alaska , Canadá y Escandinavia . Pueden parecer barcos de carga llenos de juncos, arbustos y árboles que se hunden en los humedales.

¿Por qué eso importa?

Las temperaturas gélidas 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 el 50% del carbono orgánico del suelo global se almacena en estos suelos congelados.

Las transiciones abruptas que estamos viendo hoy en día (los lagos se convierten en cuencas drenadas, la tundra arbustiva se convierte en estanques, los bosques boreales de tierras bajas se convierten en humedales) no solo acelerarán la descomposición del carbono del permafrost enterrado, sino también la descomposición de la vegetación superficial a medida que colapsa en ambientes saturados de agua.

Los modelos climáticos sugieren que los impactos de tales transiciones podrían ser graves . Por ejemplo, un estudio de modelado reciente publicado en Nature Communications sugirió que la degradación del permafrost y el colapso del paisaje asociado podrían resultar en un aumento de 12 veces en las pérdidas de carbono en un escenario de fuerte calentamiento para fines de siglo.

Esto es particularmente importante porque se estima que el permafrost contiene el doble de carbono que la atmósfera actual. Las profundidades del permafrost varían ampliamente, superando los 3000 pies en partes de Siberia y los 2000 pies en el norte de Alaska, y disminuyen rápidamente al moverse hacia el sur. Fairbanks, Alaska, tiene un promedio de alrededor de 300 pies (90 metros). Los estudios han sugerido que gran parte del permafrost poco profundo, de 10 pies (3 metros) de profundidad o menos, probablemente se descongele si el mundo permanece en su actual trayectoria de calentamiento.

Para colmo de males, en ambientes inundados que carecen de oxígeno, los microbios producen metano, un potente gas de efecto invernadero 30 veces más efectivo para calentar el planeta que el dióxido de carbono , aunque no permanece tanto tiempo en la atmósfera.

Qué tan grande es el problema de descongelar el permafrost para el clima es una pregunta abierta. Sabemos que ahora está liberando gases de efecto invernadero. Pero las causas y consecuencias del deshielo del permafrost y las transiciones paisajísticas asociadas son fronteras de investigación activa .

Una cosa es segura: el deshielo 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 la desestabilización del suelo significarán vivir con los riesgos y los costes, incluidos los caminos deformados y los edificios hundidos.


Los barrancos creados por la descongelación del suelo drenan un lago en la llanura costera ártica del norte de Alaska. Christian Andresen y Mark J. Lara , CC BY-ND


Las laderas desplomadas muestran la facilidad con la que se erosiona el paisaje termokarst en el Parque Nacional Aulavik de Canadá. Sarah Beattie/Parques Canadá

Una cuña de hielo que data de la era del Pleistoceno tardío en la Reserva Nacional Noatak en Alaska. David Swanson/Servicio de Parques Nacionales



Descongelando pingo y polígonos, un montículo y depresiones formados por cuñas de hielo, en los Territorios del Noroeste, Canadá. Emma Pike/Wikimedia

Cómo las cuñas de hielo permafrost causan polígonos de tundra.


Rusia tiene una gran parte del permafrost del mundo. Cuando Rusia invadió Ucrania a principios de 2022, algunas instituciones occidentales suspendieron la financiación de estudios científicos allí después de años de cooperación internacional. Joshua Stevens/NASA


Las áreas rojas son talik, o suelo no congelado sobre el permafrost, que se espera para la década de 2050 en cinco parques del norte de Alaska. El espesor del permafrost varía con las condiciones climáticas y la historia del paisaje. Por ejemplo, la capa activa que se descongela en verano puede tener menos de un pie de espesor cerca de Prudhoe Bay, Alaska, o unos pocos pies de espesor cerca de Fairbanks, mientras que el espesor promedio del permafrost debajo de estos sitios se ha estimado en alrededor de 2100 a 300 pies. respectivamente (alrededor de 660 a 90 metros), pero varía mucho. Servicio de Parques Nacionales de EE.UU.


Fuente: Profesor Asistente en Biología Vegetal y Geografía, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (para The Conversation)

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La Crónica del Henares: MEDIO AMBIENTE. El deshielo del permafrost desestabiliza la superficie, libera CO2 y metano
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