La costa de la península de Bykovsky en el mar de Laptev central, Retiros de Siberia durante el verano, cuando bloques de permafrost ricos en hielo caen a la playa y son erosionados por las olas. Crédito:2017, P. Overduin
En el lejano norte el creciente Océano Ártico inundó vastas franjas de tundra costera y ecosistemas esteparios. Aunque el agua del océano estaba solo unos pocos grados por encima del punto de congelación, comenzó a descongelar el permafrost debajo de él, exponer miles de millones de toneladas de materia orgánica a la degradación microbiana. La materia orgánica en descomposición comenzó a producir CO 2 y CH 4 , dos de los gases de efecto invernadero más importantes.
Aunque los investigadores han estado estudiando la degradación del permafrost submarino durante décadas, La dificultad para recopilar mediciones y compartir datos a través de divisiones disciplinarias e internacionales ha impedido una estimación general de la cantidad de carbono y la tasa de liberación. Un nuevo estudio dirigido por Ph.D. la candidata Sara Sayedi y el investigador principal Dr. Ben Abbott de la Universidad Brigham Young (BYU) publicados en la revista IOP Publishing Cartas de investigación ambiental , arroja luz sobre la retroalimentación climática del permafrost submarino, generar las primeras estimaciones de las reservas de carbono circumarcticas, liberación de gases de efecto invernadero, y posible respuesta futura de la zona submarina de permafrost.
Sayedi y un equipo internacional de 25 investigadores de permafrost trabajaron bajo la coordinación de Permafrost Carbon Network (PCN), que cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Los investigadores combinaron los hallazgos de estudios publicados y no publicados para estimar el tamaño de las existencias de carbono submarinas pasadas y presentes y la cantidad de gases de efecto invernadero que podría producir durante los próximos tres siglos.
Usando una metodología llamada evaluación experta, que combina múltiples, valores plausibles independientes, los investigadores estimaron que la región submarina del permafrost atrapa actualmente 60 mil millones de toneladas de metano y contiene 560 mil millones de toneladas de carbono orgánico en sedimentos y suelo. Para referencia, los seres humanos han liberado un total de aproximadamente 500 mil millones de toneladas de carbono a la atmósfera desde la Revolución Industrial. Esto hace que la reserva de carbono del permafrost submarino sea una potencial retroalimentación del ecosistema gigante al cambio climático.
"El permafrost submarino es realmente único porque todavía responde a una transición climática dramática de hace más de diez mil años, "Dijo Sayedi." De alguna manera, nos puede dar una idea de la posible respuesta del permafrost que se está descongelando hoy debido a la actividad humana ".
Las estimaciones del equipo de Sayedi sugieren que el permafrost submarino ya está liberando cantidades sustanciales de gases de efecto invernadero. Sin embargo, esta liberación se debe principalmente al antiguo cambio climático más que a la actividad humana actual. Estiman que el permafrost submarino libera aproximadamente 140 millones de toneladas de CO 2 y 5,3 millones de toneladas de CH4 a la atmósfera cada año. Esto es similar en magnitud a la huella global de gases de efecto invernadero de España.
Los investigadores encontraron que si continúa el cambio climático causado por los humanos, el lanzamiento de CH 4 y compañía 2 del permafrost submarino podría aumentar sustancialmente. Sin embargo, Se espera que esta respuesta ocurra durante los próximos tres siglos y no de manera abrupta. Los investigadores estimaron que la cantidad de futuras emisiones de gases de efecto invernadero del permafrost submarino depende directamente de las futuras emisiones humanas. Descubrieron que en un escenario de negocios como de costumbre, el calentamiento del permafrost submarino libera cuatro veces más CO adicional 2 y CH 4 en comparación con cuando las emisiones humanas se reducen para mantener el calentamiento a menos de 2 ° C.
Diagrama artístico de los ecosistemas de permafrost costero y submarino, haciendo hincapié en la producción y liberación de gases de efecto invernadero. Crédito:Obra de arte original creada para este estudio por Victor Oleg Leshyk en la Universidad del Norte de Arizona.
"Estos resultados son importantes porque indican una retroalimentación climática sustancial pero lenta, "Sayedi explicó." Alguna cobertura de esta región ha sugerido que las emisiones humanas podrían desencadenar una liberación catastrófica de hidratos de metano, pero nuestro estudio sugiere un aumento gradual durante muchas décadas ".
Incluso si esta retroalimentación climática es relativamente gradual, los investigadores señalan que el permafrost submarino no está incluido en ningún acuerdo climático actual ni en los objetivos de gases de efecto invernadero. Sayedi enfatizó que todavía existe una gran cantidad de incertidumbre sobre el permafrost submarino y que se necesita investigación adicional.
La costa de la península de Bykovsky en el mar de Laptev central, Retiros de Siberia durante el verano, when ice-rich blocks of permafrost fall to the beach and are eroded by waves. Credit:2017, P. Overduin
"Compared to how important subsea permafrost could be for future climate, we know shockingly little about this ecosystem, " Sayedi said. "We need more sediment and soil samples, as well as a better monitoring network to detect when greenhouse gas release responds to current warming and just how quickly this giant pool of carbon will wake from its frozen slumber."
