Congelado en suelo permafrost, las latitudes del norte almacenan casi el doble de carbono que hay actualmente en la atmósfera. Se espera que el rápido calentamiento del Ártico exponga el carbono del suelo previamente congelado a la descomposición microbiana y aumente la liberación de dióxido de carbono. El impacto en el balance de dióxido de carbono es, sin embargo, poco claro.

¿Por qué? Porque las temperaturas más cálidas y los nutrientes liberados por el deshielo del permafrost aumentan el crecimiento de las plantas y podrían compensar las pérdidas de dióxido de carbono. Examinamos el efecto del aire más cálido y el efecto del suelo más cálido y el deshielo del permafrost sobre el dióxido de carbono del ecosistema de la tundra. Siete años de estudio experimental muestran que el crecimiento de las plantas de verano no lo hizo, a largo plazo, absorben tanto carbono como el que se perdió por el calentamiento del suelo y el permafrost.

Los modelos y las observaciones actualmente no están de acuerdo sobre cómo el calentamiento del Ártico afectará el balance de dióxido de carbono de los ecosistemas de la tundra. Pocos estudios combinan aire más cálido y deshielo del permafrost para evaluar el balance de dióxido de carbono del ecosistema. Este trabajo muestra que la absorción y pérdida de dióxido de carbono de la tundra respondió mucho más fuertemente al deshielo del permafrost que al aire más cálido solo. El deshielo rápido del permafrost estimuló inicialmente la absorción de dióxido de carbono durante el verano. Sin embargo, la absorción se estabilizó con un deshielo muy profundo. En todos los años del experimento, la absorción de dióxido de carbono durante el verano fue insuficiente para compensar las pérdidas de dióxido de carbono durante todo el año.

Siete años de calentamiento experimental del aire y el suelo en la tundra muestran que el calentamiento del suelo y el deshielo del permafrost tuvieron un efecto mucho más fuerte en el equilibrio del carbono que el calentamiento del aire. El deshielo del permafrost estimuló inicialmente una mayor absorción de dióxido de carbono en verano que la pérdida de dióxido de carbono; sin embargo, los incrementos iniciales no se mantuvieron. A medida que avanzaba el deshielo, la absorción y la pérdida de dióxido de carbono durante el verano se estabilizaron. La nivelación de la absorción y liberación de dióxido de carbono podría explicarse por la desaceleración del crecimiento de las plantas y una mayor saturación del suelo, ya que el deshielo provocó el colapso de la superficie del suelo. Las complejas interacciones entre el deshielo del permafrost, crecimiento de la planta, y la humedad del suelo podría capturarse matemáticamente mediante una relación cuadrática que muestre que el efecto del deshielo sobre la absorción y pérdida de dióxido de carbono cambia con el tiempo. Los modelos y mediciones utilizados para estimar las pérdidas de dióxido de carbono durante el invierno encontraron que la tundra estaba perdiendo dióxido de carbono anualmente. incluso durante esos veranos, cuando el deshielo estimuló un alto crecimiento de las plantas y la absorción de dióxido de carbono.