Un equipo de investigadores de Skoltech ha publicado una serie de tres artículos que abordan varios aspectos de cómo la sal del agua del océano y otras sales penetran en el suelo congelado que contiene hidratos de gas, cristales parecidos al hielo compuestos de agua y gas, principalmente metano. Esta llamada migración de sal afecta la velocidad a la que se derrite el permafrost a medida que avanza el calentamiento global. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta ese proceso para obtener un modelo preciso del cambio climático. Los hallazgos de la investigación se informan en artículos fechados el 27 de junio y el 9 de julio en la revista Geosciences. , y en el artículo del 5 de julio en Energy &Fuels .

"Los modelos matemáticos utilizados actualmente de la degradación del permafrost natural y causada por el hombre tienden a ignorar la migración de sal", comentó el científico líder de investigación Evgeny Chuvilin de Skoltech, investigador principal del proyecto. "Sin embargo, tanto la ingesta natural de sal del océano como las soluciones químicas utilizadas en la perforación de pozos reducen la temperatura a la que el permafrost comienza a derretirse, lo que acelera su degradación. Por lo tanto, se debe tener en cuenta la migración de sal, y es precisamente por eso que la estamos estudiando". en minucioso detalle".

Uno de los tres documentos examina cómo la presión ejercida sobre el suelo congelado durante la migración de la sal afecta la degradación del permafrost libre de hidratos y saturado de hidratos (ambos tipos también contienen hielo y agua descongelada residual). Los experimentos con suelo modelo, que controlaron los otros factores que afectan la transferencia de iones de sal, indicaron que el aumento de la presión no tuvo un efecto significativo en la migración de sal en el permafrost libre de hidratos ni en la tasa de degradación. Sin embargo, una vez que el suelo se saturaba de hidratos, su presencia afectaba la difusión de sales, y dicho permafrost resultó ser muy sensible a las variaciones de presión. Es decir, bajar la presión condujo a una migración de sal más rápida, y aumentar la presión disminuyó la tasa de transferencia de iones, lo que ralentizó la descongelación.

En otro estudio, el equipo consideró otros tres factores que podrían afectar el mismo proceso:la temperatura ambiente, la concentración de sal y la composición química de la sal. El experimento mostró que a temperaturas progresivamente más bajas (solo se consideró el rango bajo cero) la migración de sal se retrasó cada vez más. Si bien este efecto era de esperar en general, esta es la primera vez que su alcance se ha estimado cuantitativamente en muestras de suelo congelado. Además, a mayores concentraciones de sal, los iones tardaron menos tiempo en penetrar en el suelo. En cuanto a la composición de la sal, la migración fue más activa para los cloruros que para los sulfuros, y también se observó que se ralentizaba en la siguiente progresión, comenzando con el magnesio, el ión metálico más "móvil", hasta el sodio, el calcio y, finalmente, el potasio en el más lento. final del espectro.

Finalmente, la tercera investigación consistió en rodear la muestra cúbica con una serie de sensores de temperatura para detectar cómo cambiaba la distribución espacial de la temperatura en el suelo congelado debido a la migración de sal. A medida que avanzaba el experimento, surgió un campo de temperatura no uniforme. La razón de esto es que las regiones donde ya ha penetrado la sal comienzan a descongelarse antes, y la descongelación consume calor. Este efecto es varias veces más pronunciado para el permafrost saturado de hidratos, que tiene que ver con la descomposición de hidratos de gas bajo la migración de sal. El efecto de enfriamiento se establece más rápido y el campo de temperatura original tarda más en recuperarse.

"Los hallazgos de nuestro modelo experimental ofrecen una nueva perspectiva sobre los procesos involucrados en la disociación de hidratos de gas dentro del permafrost en las condiciones de migración de sal y la contribución de la migración de sal a la degradación del permafrost frente al cambio climático en la Tierra", concluyó Chuvilin. + Explora más

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