Un nuevo análisis del carácter cambiante de la escorrentía, la descarga del río y otros elementos del ciclo hidrológico a través de la vertiente norte de Alaska revela aumentos significativos en la proporción de escorrentía subterránea y descarga en la estación fría, los cambios que los autores dicen son "consistentes con el calentamiento y el deshielo del permafrost".

Primer autor y modelador principal del clima Michael Rawlins, profesor asociado de geociencias en la Universidad de Massachusetts Amherst y director asociado de su Centro de Investigación de Sistemas Climáticos, dice que se espera que el calentamiento cambie el Ártico de un sistema dominado por aguas superficiales a un sistema dominado por aguas subterráneas, con trayectorias de flujo de agua más profundas a través de suelos recién descongelados.

"Las estimaciones de nuestro modelo del deshielo del permafrost son consistentes con la noción de que los ecosistemas de la región del permafrost están pasando de un sumidero neto a una fuente neta de carbono, " él dice.

Nutrientes de agua dulce y fluviales, principalmente carbono orgánico disuelto, son transportados a estuarios costeros y lagunas que se encuentran en la interfaz tierra-mar, el explica. Las mediciones de campo de la descarga de los ríos y otros elementos del ciclo hidrológico en esta región son escasas, lo que requiere un enfoque de modelado para cuantificar los flujos tierra-océano y su carácter cambiante. Los detalles de esta investigación sobre las cuencas hidrográficas del Ártico entre Utqiagvik (anteriormente Barrow) y justo al oeste del río Mackenzie durante el período 1981-2010 se encuentran en la edición actual de la revista de acceso abierto, La criosfera .

Rawlins explica, "Nuestro modelo incluye una simulación de vanguardia de los ciclos de congelación y descongelación del suelo que nos permite comprender mejor cómo el deshielo del permafrost influye en la magnitud y el momento de los flujos hidrológicos. Nuestros resultados apuntan a mayores impactos del calentamiento en toda la Cordillera de Brooks , incluyendo el aumento de la descarga del río en la estación fría (noviembre a abril) y una mayor proporción de escorrentía subterránea ".

Más lejos, los flujos de entrada terrestres cambiantes pueden estar influyendo en la estructura de la red alimentaria dentro de las lagunas, él añade. "Las comunidades nativas locales dependen de los peces y otros recursos en el ecosistema de la laguna para su estilo de vida de subsistencia. Más de 150 especies de aves migratorias y aves acuáticas son sustentadas por las redes tróficas de la región, y las lagunas son una rica fuente de peces para las comunidades nativas ". En particular, Carretilla, Los cazadores y residentes de Nuiqsut y Kaktvik confían en la alta productividad de los sistemas de la laguna de Beaufort para sustentar las poblaciones de peces y aves en las que viven. Señala Rawlins.

En este estudio, El modelo de equilibrio hídrico del permafrost se validó con las mediciones disponibles de la descarga del río y el agua retenida en la capa de nieve. Rawlins y sus colegas están desarrollando modelos y aprovechando las mediciones in situ y de detección remota para comprender mejor los flujos hacia las lagunas de Beaufort y predecir cómo el deshielo del permafrost y la intensificación del ciclo del agua afectarán la dinámica del ecosistema de la laguna en el futuro.

Los investigadores observaron aumentos significativos en la descarga de la estación fría, como el 134% del promedio a largo plazo de North Slope, y 215% en la cuenca del río Colville, por ejemplo. Informan de un aumento significativo en la relación entre la escorrentía subterránea y la escorrentía total para la región y para 24 de las 42 cuencas de estudio. con el cambio más frecuente en las estribaciones del norte de Brooks Range. También observaron una disminución en el almacenamiento de agua terrestre, que atribuyen a pérdidas en el hielo del suelo que superan las ganancias en el almacenamiento de agua líquida del suelo. El momento de la descarga máxima de la corriente de primavera, el flujo de nieve derretida en el mar, también se ha desplazado antes en 4,5 días.

Los autores dicen que los hallazgos tienen implicaciones para el agua, el ciclo del carbono y los nutrientes en los ecosistemas costeros y más allá. Los ríos de North Slope son una fuente primaria de nuevos nutrientes orgánicos para las lagunas del mar de Beaufort, la mitad de la exportación anual de agua dulce se produce en una ventana de dos semanas después del deshielo de la primavera. A medida que el clima se calienta, el carbono que ha sido secuestrado durante miles de años en los suelos de permafrost se descongela y se moviliza y transfiere a los sistemas fluviales, con algunos emitidos a la atmósfera como dióxido de carbono y metano, acelerando el calentamiento.