Las aguas subterráneas que circulan por el subsuelo como resultado del derretimiento del permafrost pueden transportar dióxido de carbono y metano a los lagos del Ártico y, a su vez, emitirse a la atmósfera. Este proceso de transporte de gases de efecto invernadero aumenta los efectos del cambio climático y ahora está siendo cuantificado por primera vez por investigadores de las universidades de Umeå, Barcelona y Linköping. El estudio se publica en Nature Communications .

El permafrost es el suelo que permanece congelado durante todo el año en diferentes partes del planeta, como el Ártico y la Antártida, así como en las altas montañas y altiplanicies. El estudio actual se centra en los lagos árticos ubicados en la región esporádica de permafrost del norte de Suecia. En esta zona —ecosistema típico de tundra— entre el 10 y el 50% de los suelos están permanentemente congelados. La capa superior del suelo sobre el permafrost, la capa activa, se congela y descongela anualmente.

En esta región, la temperatura media anual ha aumentado considerablemente en los últimos años y ahora está por encima de los 0 grados centígrados. Esto hace que el permafrost, con su abundante materia orgánica rica en carbono y gases de efecto invernadero, se descongele. A través de la circulación del agua subterránea, el permafrost actúa como un manantial que abastece de gases de efecto invernadero a los lagos conectados hidrológicamente en la región. Los gases son finalmente emitidos desde los lagos a la atmósfera.

Hasta la fecha, se sabe poco en detalle sobre la importancia de las aguas subterráneas en las emisiones de gases de efecto invernadero de los lagos del Ártico. Para responder preguntas sobre este proceso, el equipo de investigadores hispano-suecos del presente estudio utilizó radón, un gas abundante en las corrientes del subsuelo, como indicador de la descarga de aguas subterráneas en los lagos.

Muchas dificultades técnicas

Sin embargo, la cuantificación de radón en aguas superficiales y subterráneas para estimar el transporte de gases de efecto invernadero desde el deshielo del permafrost a los lagos tuvo dificultades tanto técnicas como operativas.

"El radón es un gas radiactivo, se desintegra muy rápido, por lo que tuvimos que instalar equipos de medición en la estación científica de Abisko para medir las muestras el mismo día que se recogían", explica Carolina Olid, profesora de la Universidad de Barcelona y ex Profesor asistente en la Universidad de Umeå.

“Las concentraciones de radón y metano en el agua del subsuelo son muy variables, por lo que fue necesario trabajar con un gran número y volumen de muestras para poder determinar su magnitud con buena precisión”, señala Valentí Rodellas, postdoctorado investigador de la Universidad Autónoma de Barcelona. “Además, los suelos de estas regiones ricas y densas tienen una gran capacidad de retención de agua, lo que dificulta aún más la obtención de un volumen de agua suficiente para realizar los análisis”.

Más emisiones en verano

El estudio reveló que la entrada de gas metano a través de las aguas subterráneas en los lagos es más intensa en verano que en otoño debido a la mayor abundancia de agua que circula en el subsuelo (derretimiento, lluvia, etc.). Las temperaturas más elevadas del verano también favorecen la producción de metano en el subsuelo y, por tanto, enriquecen el contenido gaseoso de las aguas subterráneas que van a los lagos.

"El cambio climático y el derretimiento acelerado del permafrost aumentarán la cantidad de gases de efecto invernadero que pueden transportarse a los lagos a través de las aguas subterráneas. El aumento de las precipitaciones (hasta un 40 % en el Ártico durante la próxima década) también aumentará el flujo de aguas subterráneas y, por lo tanto, la descarga de metano a los lagos”, dice Carolina Olid.

Una mayor emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera no es el único efecto provocado por el derretimiento del permafrost.

“El agua del permafrost contiene altas concentraciones no solo de gases como el dióxido de carbono o el metano, sino también de otros compuestos como nutrientes, mercurio y otros contaminantes. La presencia de estos compuestos en los lagos puede generar impactos nocivos en el medio ambiente natural y los organismos. que viven en ecosistemas lacustres, así como en sistemas terrestres", dice Gerard Rocher-Ros, investigador postdoctoral en la Universidad de Umeå.

“Son efectos con implicaciones para toda la cadena trófica acuática tanto del propio lago como de la red de ríos y arroyos interconectados, que impactan en los servicios ecosistémicos que brindan los recursos naturales a la sociedad”, agrega Carolina Olid.

Predicción mejorada del cambio climático

Todavía es difícil determinar aquellas áreas del planeta donde el proceso de derretimiento del permafrost será más pronunciado o más rápido. En algunas áreas, los lagos se secarán porque el agua fluirá a través de los desagües o nuevos canales formados por el derretimiento. En otros casos, los lagos ampliarán sus márgenes a medida que avanza el derretimiento, un proceso conocido como termokarst, y surgirán nuevos lagos en las depresiones de relieve.

En este escenario de incertidumbre climática, la introducción de la descarga de aguas subterráneas en los modelos climáticos mejorará las predicciones de las futuras emisiones de metano de los lagos.

“Esto nos permitirá evaluar el papel real de los lagos en el ciclo del carbono y si realmente funcionan como fuentes o como posibles reservorios de gases de efecto invernadero. Esta información es clave para poder desarrollar políticas de conservación adecuadas para mitigar el cambio climático”. dice Carolina Olid. + Explora más

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