Una figura que muestra los sitios de muestra de permafrost y los tipos de paisajes en el área. Cada punto amarillo es una muestra. La figura también incluye una imagen de una muestra típica de suelo de permafrost. Crédito:O'Connor et al.
El Ártico cubre aproximadamente el 20% del planeta. Pero casi todo lo que saben los hidrólogos sobre los suelos ricos en carbono que cubren su permafrost proviene de muy pocas mediciones tomadas a pocos metros de la autopista Dalton de Alaska.
El pequeño tamaño de la muestra es un problema, particularmente para los científicos que estudian el papel de la hidrología ártica en el cambio climático. Los suelos de permafrost contienen grandes cantidades de carbono, que podría convertirse en gases de efecto invernadero. Pero la falta de datos hace que sea difícil predecir qué pasará con el agua y el carbono a medida que el permafrost se derrita debido al aumento de las temperaturas.
Una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Texas en Austin puede ayudar a resolver ese problema.
Los científicos pasaron los últimos cuatro veranos midiendo suelos de permafrost en un 5, 000 millas cuadradas de la ladera norte de Alaska, un área del tamaño de Connecticut. Mientras trabajaba para construir un conjunto de datos de suelos muy necesario, Sus mediciones revelaron un patrón importante:las propiedades hidrológicas de los diferentes tipos de suelo de permafrost son muy consistentes, y se puede predecir en función del paisaje circundante.
"Hay una vasta franja de tierra que es eminentemente predecible, "dijo Michael O'Connor, quien dirigió la investigación mientras obtenía su doctorado de la Escuela de Geociencias de UT Jackson. "Nuestro artículo muestra que en un área de estudio enorme, estos patrones muy simples en estas propiedades son ciertos ".
El estudio fue publicado en la revista Cartas de investigación geofísica . Los coautores incluyen investigadores de la Escuela Jackson, Escuela de Ingeniería Cockrell de UT, Universidad del Estado de Utah y la Universidad de Michigan.
El autor principal, Michael O'Connor, muestrea suelos de permafrost en la vertiente norte de Alaska. Crédito:Bayani Cardenas / Universidad de Texas en Austin.
Los investigadores examinaron cerca de 300 muestras de suelo de diferentes tipos de terreno. Descubrieron que los tipos de suelo y su grosor están estrechamente relacionados con el paisaje, con los investigadores clasificando los paisajes en cinco categorías basadas en la vegetación dominante y si el ambiente estaba en la ladera de una colina o cerca del fondo de un valle fluvial.
También encontraron que cada uno de los tres tipos de suelo tenía propiedades distintas que afectaban la facilidad con la que el suelo podía transferir calor y agua, lo que determina cómo el dióxido de carbono y el metano, otro potente gas de efecto invernadero, son liberados.
Los hallazgos permitirán a los científicos observar el paisaje para comprender cómo el carbono y los gases de efecto invernadero se mueven a través del suelo debajo.
Si bien el estudio no hace predicciones sobre la liberación de carbono, coautor Bayani Cárdenas, profesor del Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson, dijo que proporciona un marco de investigación.
"Nuestros datos llenan un vacío de conocimiento que existe desde hace 30 años, ", Dijo Cárdenas." La comunidad que estudia el permafrost y el cambio climático apreciará su valor inherente ".
El permafrost retiene tanto carbono como el que ya está en la atmósfera. Sin embargo, hasta este estudio, los modeladores climáticos carecían de información directa sobre el suelo del permafrost, con el registro de investigación limitado a aproximadamente una docena de muestras tomadas a lo largo de la autopista Dalton y los informes de ingeniería que estudiaron el permafrost para la construcción de carreteras y tuberías.
Los investigadores utilizaron un helicóptero para llegar a áreas remotas de Alaska para tomar muestras. El autor principal Michael O'Connor (izquierda) y el coautor Stephen Ferencz se muestran aquí en medio de la toma de una muestra de suelo de permafrost. Crédito:Bayani Cardenas / Universidad de Texas en Austin.
Mejorar los datos disponibles para los científicos del clima fue la principal motivación detrás de la campaña de recolección de permafrost. dijo O'Connor. La vertiente norte de Alaska es casi pura naturaleza. El equipo de investigación se basó en un helicóptero para desplazarse y en un cuchillo de pan de 18 pulgadas para cortar bloques de tierra de la tierra.
"Estábamos en algunos lugares donde probablemente ningún humano había puesto un pie". Dijo Cárdenas.
Encontrar un patrón entre el paisaje y los patrones del suelo del permafrost no fue una sorpresa. Los ecologistas de plantas que trabajan en la región lo habían mencionado de manera anecdótica. Pero los datos recién publicados son algo en lo que puede basarse toda la comunidad de investigadores.
Cathy Wilson, un hidrólogo y modelador del clima en el Laboratorio Nacional de Los Alamos que también realiza investigaciones sobre el permafrost en Alaska, dijo que el estudio es un gran paso para los modelos climáticos, y que está ansiosa por aplicar técnicas de estudio en su propio trabajo.
"Esto nos permite realmente comenzar a escalar esta valiosa información sobre las propiedades del suelo al menos a North Slope, las estribaciones de las sierras, y más allá, " ella dijo.
