El deshielo del permafrost puede resultar en la pérdida de terreno, como se ve en esta imagen donde parte del acantilado costero a lo largo de Drew Point, Alaska, se derrumbó en el océano.

Créditos: Benjamin Jones, USGS

Los científicos están recurriendo a una combinación de datos recopilados del aire, la tierra y el espacio para obtener una imagen más completa de cómo el cambio climático está afectando las regiones heladas del planeta.

Atrapados dentro del permafrost de la Tierra, suelo que permanece congelado durante un mínimo de dos años, se encuentran cantidades incalculables de gases de efecto invernadero, microbios y productos químicos, incluido el pesticida DDT, ahora prohibido. A medida que el planeta se calienta, el permafrost se descongela a un ritmo cada vez mayor y los científicos se enfrentan a una gran cantidad de incertidumbres cuando intentan determinar los posibles efectos del deshielo.

Un artículo publicado a principios de este año en la revista Nature Reviews Earth & Environment analizó el estado actual de la investigación del permafrost. Además de destacar las conclusiones sobre el deshielo del permafrost, el documento se centra en cómo los investigadores buscan abordar las preguntas que lo rodean.

La infraestructura ya está afectada: el deshielo del permafrost ha provocado sumideros gigantes, postes telefónicos caídos, carreteras y pistas dañadas y árboles derribados. Más difícil de ver es lo que ha quedado atrapado en la mezcla de suelo, hielo y materia orgánica muerta del permafrost. La investigación ha analizado cómo los productos químicos como el DDT y los microbios, algunos de los cuales han estado congelados durante miles, si no millones, de años, podrían liberarse al descongelarse el permafrost.

Luego está el efecto del deshielo del permafrost en el carbono del planeta: solo el permafrost del Ártico contiene aproximadamente 1.700 billones de toneladas métricas de carbono, incluidos el metano y el dióxido de carbono. Eso es aproximadamente 51 veces la cantidad de carbono que el mundo liberó como emisiones de combustibles fósiles en 2019. La materia vegetal congelada en el permafrost no se descompone, pero cuando el permafrost se descongela, los microbios dentro del material vegetal muerto comienzan a descomponer la materia, liberando carbono en el atmósfera.

«Los modelos actuales predicen que veremos un pulso de carbono liberado del permafrost a la atmósfera dentro de los próximos cien años, posiblemente antes», dijo Kimberley Miner, investigadora del clima en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California y autora principal del estudio. papel. Pero los detalles clave, como la cantidad, la fuente específica y la duración de la liberación de carbono, siguen sin estar claros.

El peor de los casos es que todo el dióxido de carbono y el metano se liberaran en muy poco tiempo, como un par de años. Otro escenario implica la liberación gradual de carbono. Con más información, los científicos esperan comprender mejor la probabilidad de cualquiera de los dos escenarios.

Si bien el documento de revisión encontró que las regiones polares de la Tierra se están calentando más rápido, fue menos concluyente sobre cómo el aumento de las emisiones de carbono podría generar condiciones más secas o más húmedas en el Ártico. Lo que es más seguro es que los cambios en el Ártico y la Antártida caerán en cascada a latitudes más bajas. Las regiones polares de la Tierra ayudan a estabilizar el clima del planeta. Ayudan a impulsar la transferencia de calor desde el ecuador hacia latitudes más altas, lo que da como resultado una circulación atmosférica que impulsa la corriente en chorro y otras corrientes. Un Ártico más cálido y libre de permafrost podría tener consecuencias incalculables para el clima y el clima de la Tierra.

Un enfoque integrado

Para comprender los efectos del deshielo, los científicos recurren cada vez más a las observaciones integradas de la Tierra desde el suelo , el aire y el espacio, técnicas descritas en el documento. Cada enfoque tiene sus ventajas y desventajas.

Las mediciones terrestres, por ejemplo, brindan un seguimiento preciso de los cambios en un área localizada, mientras que las mediciones aéreas y espaciales pueden cubrir vastas áreas. Las mediciones terrestres y aéreas se enfocan en el momento específico en que fueron recopiladas, mientras que los satélites monitorean constantemente la Tierra, aunque pueden estar limitadas por cosas como la nubosidad, la hora del día o el final final de una misión satelital.

La esperanza es que el uso de mediciones de una combinación de plataformas ayude a los científicos a crear una imagen más completa de los cambios en los polos, donde el permafrost se descongela más rápido.

Miner está trabajando con colegas sobre el terreno para caracterizar los microbios congelados en el permafrost, mientras que otros utilizan instrumentos aéreos para medir las emisiones de gases de efecto invernadero como el metano. Además, las misiones aéreas y satelitales pueden ayudar a identificar los puntos críticos de emisiones en las regiones de permafrost.

También hay misiones satelitales en preparación que proporcionarán datos de emisiones de carbono con mayor resolución. La misión de imágenes hiperespectrales Copernicus de la ESA (Agencia Espacial Europea) mapeará los cambios en la cobertura terrestre y ayudará a monitorear las propiedades del suelo y la calidad del agua. La misión de Biología y Geología de Superficie (SBG) de la NASA también utilizará espectroscopía de imágenes satelitales para recopilar datos sobre áreas de investigación, incluidas las plantas y su salud; cambios en la tierra relacionados con eventos como deslizamientos de tierra y erupciones volcánicas; y la acumulación, el derretimiento y el brillo de la nieve y el hielo (que está relacionado con la cantidad de calor que se refleja de regreso al espacio).

SBG es el área de enfoque de una de varias futuras misiones científicas de la Tierra que conforman el Observatorio del Sistema Terrestre de la NASA. Juntos, estos satélites proporcionarán una vista holística en 3D de la Tierra, desde su superficie a través de la atmósfera. Proporcionarán información sobre temas que incluyen el cambio climático, los peligros naturales, las tormentas extremas, la disponibilidad de agua y la agricultura.

“Todos corren lo más rápido que pueden para comprender lo que sucede en los polos”, dijo Miner. “Cuanto más comprendamos, mejor preparados estaremos para el futuro”.