Imagínese 500 millones de coches apilados en filas. Esa es la cantidad de carbono, aproximadamente 1, 000 petagramos, o mil millones de toneladas métricas, está encerrado en el permafrost ártico.

En la actualidad, Los científicos estiman que del 5 al 15% del carbono almacenado en los suelos de permafrost superficial podría emitirse como gas de efecto invernadero dióxido de carbono para el año 2100. dada la trayectoria actual del calentamiento global. Esta emisión, estimulado por la acción microbiana, podría conducir a 0,3 a 0,4 grados Celsius de calentamiento global adicional.

Pero a esta estimación le falta un camino crucial por el que el dióxido de carbono puede estar ingresando a la atmósfera:la luz solar.

Según un estudio de la Universidad de Michigan, El carbono orgánico en el deshielo de los suelos de permafrost vertidos en lagos y ríos puede convertirse en dióxido de carbono por la luz solar. un proceso conocido como fotomineralización.

La investigación, dirigido por la geoquímica acuática Rose Cory, ha descubierto que el carbono orgánico del deshielo del permafrost es muy susceptible a la fotomineralización por la luz ultravioleta y visible, y podría aportar un 14% adicional de dióxido de carbono a la atmósfera. El estudio de su equipo se publica en la revista Cartas de investigación geofísica .

"Solo recientemente los modelos climáticos globales han incluido los gases de efecto invernadero del deshielo de los suelos del permafrost. Pero ninguno de ellos contiene esta vía de retroalimentación, "dijo Cory, profesor asociado de ciencias de la tierra y del medio ambiente.

"Para obtener un número de cuánto carbono podría liberarse de los suelos de permafrost a través de la oxidación, tenemos que entender cuáles son los procesos y cuál es la escala de tiempo:tal vez este carbono sea tan resistente a la oxidación que, incluso si se descongela, simplemente fluiría hacia el océano Ártico y sería enterrado en otro congelador ".

Esta vía se ha debatido porque es difícil medir cómo la luz solar degrada el carbono del suelo. Cada longitud de onda de la luz tiene un efecto diferente sobre el carbono orgánico del suelo, al igual que el nivel de hierro en el suelo. Para medir con precisión cómo se emite el dióxido de carbono cuando el carbono orgánico se expone a la luz solar, El coautor para correspondencia de Cory, Collin Ward, científico de la Institución Oceanográfica Woods Hole y alumno de la U-M, desarrolló un método para medir el efecto de cada longitud de onda sobre el carbono orgánico del suelo. Para hacer esto, construyó un nuevo instrumento que usa luces LED para imitar diferentes longitudes de onda del sol.

"Este nuevo método basado en LED hace que sea mucho más fácil y económico descubrir cómo varían las reacciones impulsadas por la luz para diferentes longitudes de onda del sol, ", Dijo Ward." Después de que construí el instrumento, inmediatamente llamé a Rose y le dije que quería usarlo primero en muestras de permafrost ".

Los investigadores colocaron carbono orgánico lixiviado de muestras de suelo de seis ubicaciones árticas en el instrumento, y luego sometió las muestras a la luz LED. Después de la exposición a la luz, extrajeron el dióxido de carbono criogénicamente y utilizaron un espectrómetro de masas para medir la edad y la cantidad de dióxido de carbono emitido por el carbono del suelo.

Descubrieron que no solo la longitud de onda de la luz solar afectaba la cantidad de dióxido de carbono liberado, la cantidad de hierro en la muestra también lo hizo. El hierro actuó como catalizador, aumentando la reactividad del suelo.

"Lo que sospechamos durante mucho tiempo es que el hierro cataliza este proceso impulsado por la luz solar, y eso es exactamente lo que muestran nuestros resultados, "Cory dijo." A medida que aumenta la cantidad total de hierro, la cantidad de dióxido de carbono aumenta ".

El equipo de Cory también utilizó la datación por carbono para envejecer el carbono orgánico del suelo y el dióxido de carbono emitido para demostrar que esta oxidación estaba sucediendo en el antiguo permafrost. no solo suelo que se descongela anualmente. Esto es importante porque el suelo que se descongela anualmente liberaría una cantidad mucho menor de dióxido de carbono que la que está disponible en el permafrost.

Los investigadores encontraron que estaba entre 4, 000 y 6, 300 años, y demostrando la edad del suelo, muestran que el carbono del permafrost es susceptible, o lábil, a la oxidación a dióxido de carbono.

"No solo tenemos la primera medida específica de longitud de onda de esta reacción impulsada por la luz solar, sino que también tenemos la verificación de que se trata de carbono antiguo que se oxida a dióxido de carbono, ", Dijo Cory." Podemos dejar de lado cualquier duda de que la luz solar oxidará el carbono viejo y mostramos qué está controlando este proceso:es el hierro el que cataliza la oxidación de la luz solar del carbono antiguo (o viejo) ".

Incluir el hallazgo del equipo de la U-M en los modelos de cambio climático significa que, de manera conservadora, podría haber una liberación del 6% de las 100 mil millones de toneladas métricas de carbono almacenadas actualmente en el permafrost ártico. Si el 6% no parece mucho, considere que es el equivalente en carbono de aproximadamente 29 millones de automóviles que se evaporan a la atmósfera.