La Universidad de Northumbria desempeñará un papel de liderazgo en un importante estudio para evaluar el impacto a largo plazo del calentamiento global en el deshielo del permafrost de Siberia.

El permafrost es suelo congelado que almacena grandes cantidades de carbono fósil. Dado que el permafrost contiene el doble de carbono que la atmósfera, y que casi una cuarta parte del hemisferio norte está cubierto de permafrost, esta tierra congelada juega un papel esencial en la estabilización del cambio climático.

El deshielo del permafrost se considera uno de los elementos clave de inflexión climática que conduciría a cambios irreversibles a largo plazo en el clima global. Sin embargo, Las temperaturas globales más cálidas de hoy significan que el permafrost está comenzando a descongelarse y liberar gases de efecto invernadero a la atmósfera.

La Universidad de Northumbria es el hogar de un equipo de académicos líderes en el mundo que se especializan en reconstruir los cambios climáticos y ambientales a lo largo de los milenios. Se les ha concedido una subvención del proyecto de investigación de Leverhulme Trust de £ 489, 000 para reconstruir el clima de Siberia durante los últimos 500 a 800 mil años y estimar el destino a largo plazo del permafrost de Siberia bajo las crecientes temperaturas de hoy.

Los investigadores trabajarán en asociación con expertos del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) del Instituto Alfred Wegener de Alemania en Potsdam.

En junio de 2020 se registró una temperatura récord de 38 grados en el este de Siberia. Esto provocó un número sin precedentes de incendios forestales en la región. liberando más carbono a la atmósfera. Los vínculos entre los incendios forestales y la estabilidad del permafrost son complejos, pero la evidencia sugiere que el deshielo y la degradación del permafrost se han triplicado en los últimos años en respuesta a más incendios y más calientes.

El estudio de cuatro años evaluará cómo el permafrost de Siberia se expandió y contrajo en respuesta a los cambios climáticos del pasado. y el papel de los períodos glaciares fríos e interglaciares más cálidos.

El estudio será el primero en combinar colectivamente los archivos de hielo permafrost, depósitos de cuevas y fósiles de crustáceos para reconstruir las temperaturas pasadas y las historias climáticas regionales. Estudios anteriores solo han examinado estos archivos individualmente.

El hielo permafrost se origina en y conserva, precipitación atmosférica, lo que significa que tiene registros de temperaturas de invierno y verano. La composición de las antiguas muestras de hielo de permafrost permitirá a los investigadores descifrar las condiciones climáticas en el momento en que se formó el hielo. En un sentido similar, Los depósitos de cuevas pueden informar sobre los cambios de temperatura media a largo plazo, y los fósiles de crustáceos cuentan la historia de la temperatura del verano, cada uno contiene un importante archivo climático.

Los investigadores esperan que la visión holística obtenida al combinar los hallazgos de cada uno de estos archivos brinde nuevos conocimientos sobre cómo cambiaron las temperaturas. lo que puede ayudar a revelar cambios de estacionalidad en el pasado.

El equipo ha encontrado varios sitios que describen como muy prometedores para proporcionarles las muestras importantes y los datos que necesitan de las cuevas. depósitos de hielo y lagos.

Utilizarán pequeños lagos poco profundos y hielo permafrost de la costa ártica, del sitio Batagay Megaslump y Mamontova Gora en Central Yakutia; la cueva Botovskaya en el sur de Siberia; y la hasta ahora no estudiada región kárstica de Kirensk, a más de 500 millas al noreste del lago Baikal.

Las cuevas contienen evidencia crucial de las condiciones ambientales pasadas. Las formaciones de carbonato conocidas como espeleotemas solo pueden crecer cuando el agua fluye hacia la cueva desde el suelo de arriba. Como en el permafrost, toda el agua está congelada, esto significa que los espeleotemas solo podrían haber crecido en un momento en que el clima era más cálido y la tierra sobre la cueva no estaba helada.

Los fósiles de diminutas criaturas parecidas a camarones, conocidos como ostrácodos, también son muy prometedoras para el equipo de investigación. Con un tamaño de solo 0,5 a 2 mm, Los ostrácodos solo viven unos pocos meses en verano y construyen una cáscara de carbonato similar a los mejillones. Las conchas de carbonato fosilizado de los estanques poco profundos en la región del permafrost proporcionarán a los investigadores un archivo de datos sobre las temperaturas en el momento en que se formaron.

Gracias a una inversión reciente en un laboratorio de espectrometría de masas en el Departamento de Geografía y Ciencias Ambientales de Northumbria, Los investigadores utilizarán un método conocido como geotermometría de isótopos agrupados para extraer detalles sobre la composición isotópica de las conchas de carbonato fosilizado y reconstruir las temperaturas de verano del norte de Siberia a lo largo de los milenios. Similar, El equipo utilizará espeleotemas para explorar el desarrollo de la temperatura a largo plazo durante los períodos interglaciares.

Dr. Sebastián Breitenbach, El investigador principal del vicerrector del Departamento de Geografía y Ciencias Ambientales de la Universidad de Northumbria dijo:"El permafrost siberiano se formó principalmente, pero no exclusivamente, durante los períodos fríos, conocidas como glaciares o glaciares, en los últimos dos millones de años, mientras que al menos parte del permafrost se descongeló durante las etapas cálidas, conocido como interglaciares.

"Si miramos las temperaturas en Siberia hoy, vemos que varían hasta 90 grados a lo largo del año, desde -60 en invierno hasta aproximadamente 30 grados en verano. Sin embargo, necesitamos ver esta amplitud estacional en proxy. ¿Fue el cambio de temperatura siempre el mismo que lo conocemos hoy? ¿O fue diferente en el pasado? Cuánto más cálidos fueron los veranos pasados, ¿Qué tan diferentes son los inviernos?

"Sabemos que la forma en que el permafrost responde al cambio climático y los controles climáticos a largo plazo parece ser más compleja que simplemente reaccionar a temperaturas más cálidas o más frías. Por lo tanto, creemos que si podemos proporcionar evidencia sobre la interacción de la temperatura y la precipitación en una temporada escala, Podemos responder a la pregunta crucial de si la formación y degradación del permafrost en el pasado se puede atribuir a condiciones climáticas específicas o patrones de estacionalidad.

"Este estudio nos permitirá reconstruir las condiciones climáticas y, con suerte, crear una nueva comprensión de si la formación pasada, y especialmente la degradación, del permafrost se puede atribuir a temperaturas específicas o patrones de estacionalidad ".

Dr. Hanno Meyer, El jefe de la Instalación de Isótopos Estables en AWI Potsdam y experto en paleoclimatología de permafrost basada en isótopos, dijo:"La combinación de múltiples señales de isótopos de varios archivos climáticos en Siberia Oriental ofrece una posibilidad emocionante para desentrañar la dinámica climática pasada en diferentes escalas temporales y espaciales para ambos glaciales e interglaciares.

"Combinando esta información paleoclimática con evidencia geológica de formación de permafrost, La estabilidad o degradación nos ayudará a identificar umbrales potenciales en diferentes parámetros climáticos que fueron responsables de la respuesta del sistema de permafrost a cambios climáticos pasados. Este conocimiento nos ayudará a estimar los efectos futuros del calentamiento global en el permafrost en el este de Siberia y las consecuencias para las comunidades locales, así como el mecanismo de retroalimentación del sistema climático global ".

El Dr. Breitenbach agregó:"Con la instalación de nuestro nuevo laboratorio de espectrometría de masas, Northumbria se convierte en una de las cuatro universidades de Inglaterra que puede realizar las pruebas isotópicas agrupadas detalladas necesarias para reconstruir estas condiciones de temperatura. Estamos muy emocionados de comenzar a utilizar nuestro nuevo equipo y establecer a Northumbria como un centro líder para la investigación de geotermometría y carbonatos ".