Un nuevo estudio colaborativo ha investigado las interacciones entre los arbustos y la nieve del Ártico para obtener una mejor comprensión de la tundra del extremo norte y el vasto sistema de permafrost. Incorporando extensas observaciones in situ, Los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos probaron sus teorías con un novedoso modelo informático en 3D y confirmaron que los arbustos pueden provocar una degradación significativa de la capa de permafrost que ha permanecido congelada durante decenas de miles de años. Estas interacciones están impulsando aumentos en las descargas de agua dulce a los ríos, lagos y océanos.

"El Ártico se está volviendo verde activamente, y los arbustos florecen en la tundra. A medida que la nieve aislante se acumula sobre arbustos altos, aumenta un calentamiento significativo del suelo, "dijo Cathy Wilson, Científico de Los Alamos en el proyecto. "Si continúa la tendencia al aumento de la vegetación en el Ártico, es probable que veamos un fuerte aumento en la degradación del permafrost ".

El equipo investigó las interacciones entre arbustos, permafrost, y áreas del subsuelo llamadas taliks. Las charlas son terreno descongelado cerca del permafrost causado por una anomalía térmica o hidrológica. Algunos taliks en forma de túnel llamados "taliks pasantes" se extienden sobre capas gruesas de permafrost.

Resultados del estudio de Los Alamos publicado en Cartas de investigación ambiental esta semana reveló que a través de taliks desarrollados donde la nieve estaba atrapada, calentó el suelo y creó un camino para que el agua fluyera a través del permafrost profundo, impulsando significativamente el deshielo y probablemente aumentando el flujo de agua y carbono disuelto a los ríos, lagos y el océano. Las simulaciones por computadora también demostraron que la capa activa descongelada estaba anormalmente más profunda cerca de estos a través de taliks, y que el aumento del crecimiento de los arbustos exacerba estos impactos. Notablemente, el equipo restó las tendencias de calentamiento de los datos meteorológicos utilizados para impulsar las simulaciones, confirmando así que las interacciones arbusto-nieve estaban causando degradación incluso en ausencia de calentamiento.

El equipo de Los Alamos y los colaboradores del programa Ártico de Experimentos de Ecosistemas de Próxima Generación de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía (DOE), que financia este proyecto, utilizó un nuevo modelo a escala fina desarrollado por Los Alamos, el Simulador Terrestre Avanzado (ATS). Incorpora la física del suelo y captura la dinámica del permafrost. El equipo probó repetidamente los resultados con datos experimentales de la península de Seward en Alaska.

"Estas simulaciones de la formación de talik a través proporcionan pistas sobre por qué estamos viendo un aumento en la descarga invernal en el Ártico, "dijo Elchin Jafarov, asociado de investigación postdoctoral de Los Alamos, primer autor del artículo.

Este modelo es el primero en mostrar cómo la nieve y la vegetación interactúan para impactar la hidrología del permafrost a través de la formación de talik en una pendiente, que prevalece en todo el terreno de Alaska. El equipo, incluidos colaboradores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y la Universidad de Alaska, investigó la rapidez con la que se desarrollaron los taliks a diferentes profundidades del permafrost, su impacto en la hidrología y cómo interrumpieron y alteraron el permafrost continuo.