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ECO-NOTICIAS Internacionales

Deshielo del permafrost deja un frustrante vacío en las proyecciones climáticas

El calentamiento global está liberando carbono de la vida enterrada hace mucho tiempo en el permafrost Ártico, pero su impacto en la crisis climática no está claro

La permanencia del suelo helado en el Ártico ya no está garantizada a medida que las temperaturas de la Tierra continúan aumentando. Pero aún no está claro en qué medida la degradación del llamado permafrost empeorará el cambio climático, según el Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). La incertidumbre deja a los investigadores con un frustrante vacío en sus proyecciones climáticas.

El permafrost cubre una cuarta parte de la tierra del hemisferio norte y almacena alrededor de 1,5 billones de toneladas métricas de carbono orgánico, el doble de lo que contiene actualmente la atmósfera de la Tierra. La mayor parte de este carbono son los restos de vida antigua encerrados en el suelo congelado durante cientos de miles de años.

En las últimas décadas, el permafrost se ha descongelado debido al calentamiento global debido al calor atrapado principalmente por el dióxido de carbono liberado a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles. El calentamiento del Ártico está aumentando al doble de la tasa promedio mundial desde 2000, según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. A medida que ese aumento acelera el deshielo del permafrost, el carbono orgánico que contiene se descompone y libera dióxido de carbono, lo que agrava el cambio climático.

Pero los científicos del clima no están seguros de cuánto carbono se liberará del permafrost y cuándo, lo que se refleja en la amplia gama de estimaciones proporcionadas por el informe del IPCC de esta semana. Esta incertidumbre obstaculiza las proyecciones del cambio climático, lo que dificulta saber si las naciones del mundo están en camino de cumplir con los objetivos diseñados para limitar el calentamiento global establecidos en el Acuerdo de París de 2015. La creación de políticas para cumplir con esos objetivos depende de una comprensión precisa de la cantidad de dióxido de carbono que ingresa a la atmósfera cada año.

La mayoría de los modelos climáticos existentes actualmente no tienen en cuenta el carbono liberado del permafrost en sus simulaciones. En cambio, el último informe del IPCC hace una mejor estimación del rango de carbono que el permafrost podría potencialmente expulsar. Luego tiene en cuenta ese rango al estimar el presupuesto de carbono restante del mundo (la cantidad de CO 2 que aún se puede emitir) para cumplir con los objetivos del Acuerdo de París, dice Charlie Koven , científico del ciclo del carbono en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y uno de los líderes autores del informe. Si bien no es ideal, este enfoque es “un reflejo de la urgencia de la crisis climática”, dice. “No tenemos tiempo para una solución perfecta. Necesitamos actuar sobre la base del conocimiento que tenemos”.

El ciclo del carbono

Mientras tanto, los investigadores están tratando de comprender mejor la contribución del permafrost al calentamiento global. La clave es el ciclo del carbono de la Tierra, en el que el carbono se intercambia entre la tierra, el agua y el aire. En el Ártico que se calienta, dos influencias opuestas están cambiando el ciclo. A medida que el suelo se derrite, las bacterias, los hongos y otros microbios que viven en el suelo consumen la materia orgánica expuesta y arrojan carbono a la atmósfera. Y las comunidades microbianas prosperan mejor en un Ártico más cálido, aumentando tanto su número como su apetito. 

Esto crea potencialmente un circuito de retroalimentación: el cambio climático hace que se libere más dióxido de carbono, lo que empeora el problema a nivel mundial y, por lo tanto, provoca la liberación de más carbono. Sin embargo, las plantas generalmente crecen mejor en temperaturas más cálidas y aire rico en carbono. Ese crecimiento extrae más carbono del aire y lo deposita en el suelo cuando las plantas mueren. Entonces, a medida que el permafrost de la Tierra se calienta, “usted se pregunta, ‘¿Quién está ganando?’ No lo sabemos de inmediato “, diceTed Schuur , profesor de la Universidad del Norte de Arizona, que estudia los ecosistemas árticos.

Durante los últimos 20 años, Schuur ha operado un sitio de investigación cerca del Parque Nacional Denali en Alaska para tratar de identificar al vencedor monitoreando el intercambio de dióxido de carbono entre el suelo y el aire. Esta primavera informó algo preocupante en la revista JGR Biogeosciences : los microbios del suelo están ganando, lo que significa que la pequeña área que rodea el sitio de estudio de Schuur es una fuente neta de CO 2 .

En este punto, “es difícil imaginar un escenario en el que el crecimiento de las plantas sea capaz de superar la pérdida de carbono de los suelos de permafrost”, dice Koven. Pero para determinar mejor la cantidad de carbono del permafrost que podría liberarse a lo largo del siglo XXI, “hay mucho más trabajo por hacer”.

Si bien otros sitios de monitoreo de CO 2 también han demostrado recientemente que los microbios están ganando, por ejemplo, en los hallazgos publicados este mes en Environmental Research Letters, hay muy pocos sitios para representar con seguridad todas las regiones combinadas de permafrost de la Tierra, que abarcan alrededor de 22 millones de cuadrados. kilómetros . 

Muy pocos de estos sitios de investigación se encuentran en Siberia, la región de permafrost más grande del mundo, lo que la convierte en una “caja negra”, dice Jennifer Watts, investigadora de sistemas árticos en el Centro de Investigación Climática Woodwell en Falmouth, Massachusetts.

La información sobre el permafrost no es aún suficiente

El paisaje áspero y remoto del Ártico hace que sea un desafío para los investigadores aventurarse y establecer más sitios. Un posible remedio es observar el deshielo del permafrost desde lejos con satélites. Los científicos ya han utilizado satélites para determinar que la cobertura vegetal ha aumentado en la mayor parte del Ártico, aunque el monitoreo remoto de la liberación de carbono requiere más delicadeza tecnológica.

Un muestreo escaso no es el único motivo de incertidumbre sobre la contribución del deshielo al cambio climático. Los científicos del Ártico también continúan descubriendo nuevos giros alarmantes en la historia del ciclo del carbono. En 2019, Watts y otros científicos informaron en Nature Climate Change que los microbios en muchos sitios de estudio permanecen algo activos incluso durante el invierno , liberando así una cierta cantidad de dióxido de carbono durante todo el año. Por otra parte, en Nature Geoscience al año siguiente, Schuur, Koven y otros investigadores vincularon los lagos de deshielo (la expansión de las piscinas de agua de deshielo del permafrost rico en hielo) con la liberación de burbujas de metano, un compuesto de carbono con un efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono. “Sin esas burbujas, se subestima la retroalimentación del carbono”, dice Katey Walter Anthony, profesora de ecología de ecosistemas en la Universidad de Alaska Fairbanks y coautora del estudio de los lagos de deshielo.

Incluso hoy en día, la liberación de metano del cálido Ártico sigue siendo “un gran signo de interrogación”, dice Watts. “Sabemos que hay metano. No sabemos cuánto, y absolutamente no sabemos cómo será en el futuro”.

Aunque la temperatura promedio global ya ha aumentado en más de un grado Celsius desde los niveles preindustriales, “eso es relativamente pequeño, en comparación con los posibles cambios que podrían esperarnos”, dice Koven. La estrategia de los científicos del clima para comprender mejor las implicaciones del permafrost del futuro más cálido de la Tierra ha sido examinar su pasado más cálido. Durante los últimos dos millones de años, las temperaturas ocasionalmente han subido un poco más que en la actualidad. “Cada uno de esos períodos cálidos es un gran experimento natural”, dice Alberto Reyes, profesor asociado de la Universidad de Alberta, quien estudia cómo el permafrost antiguo respondió a estos períodos cálidos pasados.

Esta primavera, Reyes y otros analizaron depósitos de cuevas del Ártico canadiense y subártico, como piedras de flujo y estalagmitas, y determinaron que los suelos del permafrost del Ártico se descongelaron bastante durante algunos períodos cálidos antiguos. Pero según los registros de los núcleos de hielo de las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia que contienen burbujas de aire atrapadas del pasado distante, no parecía haber picos de dióxido de carbono atmosférico o metano en respuesta.

“¿Dónde están esos gases de efecto invernadero?” Reyes dice. La respuesta no es necesariamente que no hayan sido emitidos por el deshielo del permafrost. Los océanos en el pasado antiguo tenían más tiempo para absorber el dióxido de carbono liberado por el permafrost que en esta ocasión. Los niveles de hoy son mucho más altos que los de los últimos dos millones de años y están aumentando a un ritmo más rápido . “Hemos impulsado el sistema hasta ahora”, dice. “Los humanos han creado una condición no analógica”.

Por Jordan Wilkerson. Artículo en inglés

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Jordan Wilkerson escribe en Scientific American sobre cambio climático

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