El permafrost se está derritiendo. Ya no se puede evitar el derretimiento del permafrost - sur bere. Creciente tasa de derretimiento del permafrost
El clima está en un punto de inflexión. Si se calienta unas décimas de grado más, el permafrost de las vastas extensiones de Siberia empezará a derretirse sin control. El resultado sería la liberación de cantidades significativas de gases de efecto invernadero a la atmósfera y daños generalizados a la infraestructura rusa, incluidos los gasoductos que transportan gas natural a Europa.
El Ártico se está calentando más rápido que el resto del planeta y los científicos del clima están cansados de advertir que esto está acelerando aún más el cambio climático. La región almacena vastas reservas de carbono orgánico, principalmente en forma de permafrost y clatratos helados que atrapan metano (un potente gas de efecto invernadero).
El permafrost siberiano supone un peligro especial. Una vez que el yedoma comienza a derretirse, no se puede detener porque los microorganismos del suelo comenzarán a comer carbono y producir calor, lo que promoverá un mayor derretimiento. El derretimiento de Yedoma es el punto de inflexión.
Y por primera vez, los científicos se comprometieron a predecir cuándo sucederá esto. Anton Vaks de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y sus colegas reconstruyeron 500 mil años de historia del permafrost siberiano. Ya sabemos cómo subió y bajó la temperatura media global durante este período, cómo se acercaron y retrocedieron las capas de hielo, por lo que sólo quedaba modelar la reacción del suelo siberiano a estos procesos.
De hecho, esto no es tan sencillo, porque no hay datos directos al respecto y hay que buscar un método indirecto. Por ello, los investigadores visitaron seis cuevas ubicadas de norte a sur, casi en la misma línea. Dos de ellos están ubicados bajo el caluroso desierto de Gobi, tres más están en una zona donde hay parches de permafrost y el último está en el borde de Siberia en una zona de permafrost continuo.
Los científicos se centraron en las estalagmitas, que crecen sólo cuando hay agua en la cueva. Si el suelo está congelado, no hay agua. De esta manera fue posible crear una crónica de los cambios de temperatura sobre las cuevas. Y en el más septentrional de ellos, las estalagmitas crecieron solo una vez: durante un período interglaciar particularmente cálido, hace 424-374 mil años. La temperatura media global era entonces un grado y medio superior a la media de los últimos 10 mil años. En otras palabras, el permafrost actual se volverá vulnerable cuando el calentamiento global supere ese mismo grado y medio.
¿Cuándo sucederá esto? Entre 1850 y 2005, la temperatura del planeta aumentó 0,8°C, según un informe de 2007 del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático. Incluso si la humanidad dejara de producir gases de efecto invernadero mañana, se calentaría otros 0,2°C en los próximos veinte años. Pero este cese, por supuesto, no se producirá: las emisiones no hacen más que aumentar. Además, se están construyendo nuevas centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles, lo que significa que estaremos fumando durante al menos varias décadas más.
¿Cuáles son las consecuencias? Para Tim Lenton, de la Universidad de Exeter (Reino Unido), la mayor preocupación es el paisaje. Los edificios y las infraestructuras en Siberia suelen estar construidos sobre cimientos rígidos de permafrost que inevitablemente se debilitarán. No es difícil imaginar lo que sucederá en las carreteras y ciudades, y será aterrador.
El permafrost húmedo también provocará un fuerte aumento en el costo de mantenimiento y conservación de las tuberías.
En cuanto al metano, sus emisiones alcanzarán entre 160 y 290 mil millones de toneladas de dióxido de carbono equivalente. De hecho, esto no es mucho comparado con lo que la gente ya tira. Muchos científicos consideran exagerada la preocupación de que los gases de efecto invernadero almacenados en el permafrost conduzcan a una escalada masiva del calentamiento global. Somos capaces de destruirnos a nosotros mismos sin ayuda exterior.
Una cuarta parte de toda la tierra del hemisferio norte está permanentemente congelada. Pero el calentamiento del clima está provocando el derretimiento del permafrost, lo que libera gases de efecto invernadero que aceleran aún más este proceso. Informe del delta del Lena.
Navegar por las 1.500 islas del delta del Lena requiere una concentración impecable: mantener un ojo en el radar para evitar encallar y el otro en los puntos de referencia costeros que salpican esta vasta extensión de agua y tierra. Antes de desembocar en el mar de Laptev, en el norte de Siberia, el río se desborda tanto que sus orillas se convierten en franjas brumosas en el horizonte.
La isla Samoilov se distingue por una cabaña de madera ubicada en la orilla, donde viven los científicos y guardabosques de la reserva, que cubre la desembocadura del río y las laderas de la cresta Kharaulakh. Sólo ahora, una erosión lenta pero irreversible amenaza con hundir la casa en las aguas del Lena. En el futuro, toda la isla puede desaparecer: un fuerte aumento del agua como resultado del derretimiento primaveral del hielo erosionará sus costas.
Sea como fuere, el principal golpe para esta isla de 5 km2 es la retirada del permafrost bajo la presión del calentamiento climático. Estamos hablando de suelos cuya capa superior se descongela durante la estación cálida, mientras que la temperatura en las profundidades permanece bajo cero durante al menos dos años seguidos.
“El ecosistema de Samoilov se enfrenta a una posible destrucción”, dice un artículo sobre el tema en la revista Biogeosciences. La alemana Julia Boike, que coordinó el estudio, y sus colegas del Instituto de Investigaciones Polares y Marinas. Alfred Wegener (AWI) no va a aceptar esta perspectiva.
Cada año, de abril a septiembre, el personal del AWI y sus colegas rusos del Instituto de Investigación del Ártico y la Antártida y el Instituto de Permafrost viajan a la isla Samoilov para estudiar los cambios en los suelos y paisajes, y la relación entre el calentamiento del clima y el deshielo del permafrost.
Dos tercios de la superficie de Rusia
La isla en la que se encuentra la moderna estación de investigación (financiada por el Instituto de Geología y Geofísica del Petróleo) se está convirtiendo en un punto de observación favorito: el permafrost ocupa el 95% de la superficie de Siberia y dos tercios del territorio de Rusia. En total, el suelo congelado representa una cuarta parte de todo el hemisferio norte, principalmente en Alaska, Canadá, Groenlandia, Rusia y China.
Europa occidental se distingue por el permafrost de tipo alpino, que se encuentra en varias cadenas montañosas. Su estructura y geodinámica son diferentes a los suelos helados de las latitudes septentrionales, pero también es sensible al cambio climático. Así, el 23 de agosto, el movimiento del suelo provocado por el deshielo del permafrost se llevó a ocho personas cerca del pueblo suizo de Bondo.
“En algunos lugares, el permafrost siberiano se formó hace mucho tiempo, durante el Pleistoceno (el período comprendido entre hace 2,6 millones de años y hace 11.000 años), dice Yulia Boyke. “Hace mucho frío, unos -9ºC, y llega a una profundidad de casi 1.500 metros en el norte de Yakutia”.
“En la isla Samoilov es relativamente estable y tiene un alto contenido de materia orgánica con presencia de turberas”, añade, calzándose gruesas botas de goma, sin las cuales es imposible caminar sobre la pegajosa tundra que cubre la superficie de la isla. Los jóvenes científicos que la acompañan la acompañan a Kurungnakh. La isla vecina tiene formaciones de hielo complejas y su topografía está formada por depósitos de termokarst (obtenidos como resultado del hundimiento de tierras congeladas durante mucho tiempo).
Los valles por los que caminan los científicos del AWI durante seis horas están llenos de arroyos. "Queremos entender si esta agua proviene de precipitaciones estacionales o del derretimiento del hielo a medida que cambian los suelos", explica la geomorfóloga Anne Morgenstern. Siempre tiene una libreta lista y una mochila llena de muestras de agua recolectadas.
Congelador enorme
El derretimiento del permafrost en Siberia y otras regiones donde los científicos realizan mediciones es un hecho confirmado. Gracias a los sensores situados en varios pozos (algunos de ellos perforados a una profundidad de 100 metros), un equipo ruso-alemán de especialistas pudo registrar un aumento de temperatura de 1,5 a 2 ºС desde 2006.
"Estamos viendo una tendencia hacia el calentamiento del suelo y el aumento de la temperatura del aire en invierno", confirma Yulia Boyke. "Un cambio en el componente de temperatura afecta a todo el equilibrio de los flujos de energía, agua y gases de efecto invernadero". Una conclusión alarmante, dado que el Ártico participa en la regulación del clima de toda la Tierra.
“El permafrost es un congelador enorme”, explica Torsten Sachs del Centro Alemán de Investigaciones Geológicas (GFZ), que visitó la isla por octava vez. "Si dejas la puerta del congelador abierta, tu pizza se descongelará, tu helado se derretirá y los gérmenes comenzarán a multiplicarse en esta materia orgánica". El permafrost libera sustancias orgánicas que, bajo la acción de microorganismos, liberan CO2 en presencia de oxígeno o metano en un ambiente anaeróbico, por ejemplo, en las turberas de Samoilov.
Estos gases de efecto invernadero contribuyen al aumento de las temperaturas, lo que a su vez provoca el descongelamiento del permafrost y la liberación de gases. Los expertos llaman a esto el “proceso retroactivo del carbono en el permafrost”. Según ellos, contiene 1.500 gigatoneladas de carbono, el doble que la cantidad que hay en la atmósfera.
Calentamiento adicional
Pero ¿cuáles son las proporciones de dióxido de carbono y metano que liberan los suelos durante el descongelamiento? Este último, por cierto, crea un efecto invernadero 25 veces más potente. “Esta es una de las principales cuestiones para el futuro”, admite Gerhard Krinner, del Centro Nacional de Investigación Científica.
La preocupación es aún mayor porque los modelos del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático hasta la fecha no han tenido en cuenta los efectos del deshielo del permafrost. "El calentamiento adicional debido al deshielo del permafrost es de alrededor del 10%", afirma Gerhardt Krinner. Así, las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes del permafrost podrían elevar el termómetro en 0,3 ºС hasta el año 2100.
En el laboratorio de la estación de investigación (mantenido a una temperatura estable gracias a tres generadores que rugen ruidosamente), los científicos examinan gráficos de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Los picos de metano ocurren en verano, pero el análisis de datos sigue siendo un desafío en latitudes tan altas. El primer período de mediciones (2002-2012) se llevó a cabo sin equipo automatizado, que se encuentra en la moderna base puesta en funcionamiento en 2013.
Tres años antes, durante una visita a la isla Samoilov, el presidente Vladimir Putin consideró que la cooperación ruso-alemana en materia de permafrost merecía una infraestructura más eficiente. Hasta ese momento, los empleados de AWI (su primera expedición a la isla tuvo lugar en 1998) tenían que contentarse con lo mínimo: dormir en tiendas de campaña, calentarse con leña (del bosque que desciende por el Lena) y utilizar la cabaña de los guardabosques. como sede.
ritmo del proceso
Entonces era imposible pasar el invierno. "Simplemente no pudimos recopilar datos en invierno", afirma Thorsten Sachs. “Era necesario añadir combustible al generador externo cada tres días a una temperatura de -40ºC en la noche polar”. Otras dificultades con la interpretación de datos parecen mucho más familiares. Diez años es un período demasiado corto para detectar cambios en las tendencias del flujo de gas a largo plazo. Además, es necesario aumentar el número de puntos de observación, lo que no es nada fácil de conseguir en Siberia, cuya superficie es más de 20 veces mayor que la de Francia.
A buena distancia de la estación, pintada con los colores de la bandera rusa, el equipo del AWI está terminando la construcción de un “iglú” que albergará en 2018 los equipos informáticos y electrónicos de una nueva torre meteorológica. El capullo de fibra de vidrio debería crear las condiciones necesarias para mediciones estables y proporcionar refugio contra los fuertes vientos y tormentas de nieve del invierno siberiano. Al igual que otros edificios de la isla, el iglú se levanta sobre pilotes para no verse afectado por el movimiento del suelo. Así, en la primera torre meteorológica el suelo se hundió 10 centímetros en el transcurso de un año.
"Ya no hay ninguna duda sobre la relación entre el cambio climático y el deshielo del permafrost", afirma el ingeniero Peter Schreiber, que se ocupa del montaje del iglú. "La pregunta ahora es a qué velocidad seguirá derritiéndose el permafrost y cómo reaccionará la naturaleza ante este proceso".
La naturaleza es la principal responsable de los cambios que se están produciendo en Siberia, señala Fedor Sellyakhov. El jefe de la estación de investigación reconoce los cambios que se han producido a su alrededor: “Por ejemplo, hace 20 años aquí no había ni un solo árbol, sino sólo vegetación típica de la tundra. En un viaje al delta el año pasado vi árboles de dos metros de altura”.
Sea como fuere, este nativo de Yakutia de las orillas del Vilyuy no cree en las causas antropológicas del cambio climático. “Este es el ciclo de la naturaleza. Hace 100 años hacía calor aquí, luego hizo frío y ahora comienza otro período de calentamiento”, dice en su oficina, decorada con fósiles encontrados en los alrededores.
colmillo de mamut
En cuanto al permafrost, “probablemente se esté derritiendo, pero lentamente”. “Cuando sacamos un colmillo de mamut del suelo, nos damos cuenta de que el otro extremo todavía está en el suelo, todavía congelado. Esto es una señal de que el permafrost sigue estando muy frío”, continúa. Una consecuencia inesperada del derretimiento del suelo en el extremo norte fue el desarrollo de la caza de restos antiguos.
Günter “Molo” Stoof comprende la actitud de sus amigos rusos. “La naturaleza decide, no el hombre”, afirma este técnico de AWI que lleva más tiempo en la isla. Ahora, con 65 años, promete que esta temporada será la última de su carrera (48 expediciones al Ártico y a la Antártida). Este nativo de Alemania Oriental fue el miembro más joven de una expedición soviética de casi dos años (1975-1977) encargada de construir una base en la Antártida. Tuvo la oportunidad de visitar las regiones polares más de una vez, tanto solo como en grupos.
La trayectoria de su vida refleja otra historia: la cooperación entre la RDA y la URSS durante la Guerra Fría. Después de la caída del Muro de Berlín, se formó un comité científico que tenía la tarea de determinar el programa de investigación científica de una Alemania unida. Recomendó mantener la dirección polar y construirla en torno al grupo de investigación AWI en Potsdam. “Entre ellos se encontraban especialistas como Molo y Christine Siegert, que tenían 20 años de experiencia en el estudio del permafrost gracias al trabajo conjunto con la URSS”, explica Anna Morgenstern.
El estudio de los suelos helados se generalizó en Rusia a principios del siglo XX, de acuerdo con las decisiones estratégicas de Moscú. La política de desarrollo de las regiones del este y del norte, ricas en hidrocarburos y otros recursos naturales, no podría llevarse a cabo sin la construcción del Ferrocarril Transiberiano. Sea como fuere, para implementar este proyecto fue inicialmente necesario formar una ciencia de la ingeniería sobre el permafrost que se encuentra en todas partes aquí.
A finales de los años 30 se creó en Moscú el Instituto de Ciencias del Permafrost. En 1960 se trasladó a Yakutsk. Esta gran ciudad del este de Siberia también se encuentra sobre un terreno helado. Dos galerías subterráneas (a 4 y 12 metros de profundidad) en la base del instituto proporcionan acceso "directo" al permafrost. Las capas de arena cuentan la historia geológica de la ciudad, que fue construida sobre los depósitos aluviales del río Lena.
Ántrax y depresiones
Las puertas pesadas ayudan a mantener las temperaturas bajo cero. "El derretimiento del permafrost supone una amenaza para el planeta, pero a escala de Yakutia todo sigue bastante estable", explica el director del instituto, Mijaíl Grigoriev. “Al mismo tiempo, las consecuencias del deshielo son más evidentes en otras regiones, especialmente en Yamal”.
Tras el verano anormalmente cálido de 2016, comenzó una epidemia de ántrax en la península (el primer caso desde 1941, según el Instituto de Epidemiología de Moscú) debido al derretimiento del permafrost en el que se encontraba el patógeno. Además, los periódicos volvieron a hablar del Okrug autónomo de Yamalo-Nenets después del descubrimiento de grandes depresiones. También fueron consecuencia del derretimiento del permafrost. “La región es rica en gas. Cuando el suelo se derrite, se liberan burbujas de gas, lo que explica estas explosiones”, afirma Mijaíl Grigoriev.
Al mismo tiempo, hasta el momento no se ha registrado ningún caso de este tipo en la isla Samoilov, en Alaska o en el norte de Canadá. La Red Global de Monitoreo del Permafrost recopila datos de más de 250 sitios. Su objetivo es “reunir conocimientos y validar nuevos modelos climáticos”, afirma el investigador del AWI Hugues Lantuit.
Además, la investigación sobre el permafrost alpino está cobrando impulso. La Conferencia Europea sobre el Permafrost, prevista para junio de 2018, informará sobre este trabajo, que ha cobrado impulso en Suiza pero aún está en sus inicios en Francia.
Otro motivo de preocupación es la erosión costera y sus consecuencias socioeconómicas: un tercio de las costas del mundo se encuentran en la zona de permafrost. En el mar de Laptev y el mar de Beaufort (América del Norte), la erosión costera puede alcanzar los ocho metros por año, lo que obliga a los pueblos cercanos a considerar la posibilidad de mudarse de casa. En la isla de Samoilov todavía se conserva la cabaña costera de madera. Pero, cuánto tiempo va a durar?
El resto del planeta y los científicos del clima están cansados de advertir que esto está acelerando aún más el cambio climático. La región almacena vastas reservas de carbono orgánico, principalmente en forma de permafrost y clatratos helados que atrapan metano (un potente gas de efecto invernadero).
El permafrost siberiano supone un peligro especial. Una vez que el edoma comienza a derretirse, no se puede detener, porque los microorganismos del suelo comenzarán a comer carbono y producir calor, lo que promoverá un mayor derretimiento. El derretimiento de Yedoma es el punto de inflexión.
Y por primera vez, los científicos se comprometieron a predecir cuándo sucederá esto. Anton Vaks de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y sus colegas reconstruyeron 500 mil años de historia del permafrost siberiano. Ya sabemos cómo subió y bajó la temperatura media global durante este período, cómo se acercaron y retrocedieron las capas de hielo, así que todo lo que quedaba era modelar la reacción del suelo siberiano a estos procesos.
De hecho, esto no es tan sencillo, porque no hay datos directos al respecto y hay que buscar un método indirecto. Por ello, los investigadores visitaron seis cuevas ubicadas de norte a sur, casi en la misma línea. Dos de ellos están ubicados bajo el caluroso desierto de Gobi, tres más están en una zona donde hay parches de permafrost y el último está en el borde de Siberia en una zona de permafrost continuo.
Los científicos se centraron en las estalagmitas, que crecen sólo cuando hay agua en la cueva. Si el suelo está congelado, no hay agua. De esta manera fue posible crear una crónica de los cambios de temperatura sobre las cuevas. Y en el más septentrional de ellos, las estalagmitas crecieron solo una vez: durante un período interglaciar particularmente cálido, hace 424-374 mil años. La temperatura media global era entonces un grado y medio superior a la media de los últimos 10 mil años. En otras palabras, el permafrost actual se volverá vulnerable cuando el calentamiento global supere ese mismo grado y medio.
¿Cuándo sucederá esto? Entre 1850 y 2005, la temperatura del planeta aumentó 0,8°C, según un informe de 2007 del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático. Incluso si la humanidad dejara de producir gases de efecto invernadero mañana, se calentaría otros 0,2°C en los próximos veinte años. Pero este cese, por supuesto, no se producirá: las emisiones no hacen más que aumentar. Además, se están construyendo nuevas centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles, lo que significa que estaremos fumando durante al menos varias décadas más.
Ya sabemos que el permafrost se está derritiendo debido al calentamiento global. Pero los científicos del clima que estudian el derretimiento del permafrost en Siberia y Canadá advierten que anteriormente hemos subestimado su velocidad y cómo afecta el cambio climático.
Creciente tasa de derretimiento del permafrost
Los científicos han demostrado que en un futuro próximo se derretirá un 20% más de permafrost de lo que se pensaba anteriormente, y cuando esto suceda, la flora y fauna en descomposición que emergen de la nieve podrían liberar enormes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera terrestre.
Investigación de campo y modelos climáticos.
Un equipo internacional de investigadores del Reino Unido, Suecia y Noruega, junto con la Met Office, han llevado a cabo lo que dicen es el estudio más completo hasta el momento sobre los efectos del calentamiento global en el permafrost, utilizando observaciones reales in situ (Siberia y Canadá). . También utilizaron modelos climáticos para calcular la cantidad de permafrost que se perdería según los objetivos de estabilización climática propuestos. 
Resultados de un nuevo estudio
Los resultados, publicados en la revista Nature Climate Change, muestran que el 40 por ciento de las áreas actuales de permafrost podrían perderse debido al derretimiento si estabilizamos las temperaturas a 2ºC por encima de los niveles preindustriales. Pero esta crisis se puede evitar con objetivos más ambiciosos. 
Los científicos predicen que si el derretimiento continúa al ritmo actual, casi 4 millones de kilómetros cuadrados de permafrost -un área de tierra mayor que el tamaño de la India- podrían perderse cada vez que las temperaturas globales aumenten 1 grado.
La estabilización a 1,5ºC preservaría alrededor de 2 millones de kilómetros cuadrados de permafrost, sugiere la líder del equipo, la Dra. Sarah Chadburn, de la Universidad de Leeds. Lograr los ambiciosos objetivos climáticos establecidos en el Acuerdo de París podría limitar la pérdida de permafrost. Por primera vez, los científicos han calculado cuánto territorio podemos preservar. 
Cómo el derretimiento del permafrost afecta el cambio climático
Cuando el permafrost, suelo congelado que ha estado por debajo de los 0ºC durante al menos dos años seguidos, comienza a descongelarse, la materia orgánica como los cadáveres de animales y la vegetación también se descongela y comienza a descomponerse. A su vez, los procesos de descomposición conducen a la liberación de dióxido de carbono y metano. Estos son gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global.
Se cree que el permafrost contiene más dióxido de carbono del que hay actualmente en la atmósfera, por lo que limitar su derretimiento debería ser una máxima prioridad. 
“Mina de oro” para los científicos del clima
Científicos de la Universidad de Virginia (EE.UU.) estudian la tundra siberiana de otra manera. Con la reciente desclasificación de decenas de miles de imágenes espías de la época de la Guerra Fría, los científicos del clima las declaran una "mina de oro" para estudiar el área y comparar sus condiciones entonces y ahora. Combinaron imágenes muy detalladas de la tundra de los años 1960 a 1980 con imágenes satelitales actuales para crear una referencia temporal para estudiar cómo está cambiando la vegetación en la tundra debido al cambio climático. 
"Podremos observar los mismos lugares, con gran detalle, dentro de décadas", explica el profesor Howie Epstein.
Los científicos han descubierto que la tundra ha experimentado un aumento del 26% en el número de árboles y arbustos desde la década de 1960, creando un "círculo vicioso" de crecimiento de arbustos que a su vez exacerba el calentamiento global. 
A medida que aumenta el área del arbusto, absorbe el calor del sol en lugar de reflejarlo como la nieve. Esto provoca menos precipitaciones en forma de nieve, calentamiento y derretimiento, y afecta el equilibrio de las plantas, la distribución de los animales y, en última instancia, la cantidad de carbono en el aire, la vegetación y el suelo, lo que a su vez cambia el clima. 
Importancia de la investigación
Como señala la Dra. Eleanor Burke de la Oficina Meteorológica (coautora del primer estudio), cuanto más sepamos, con mayor precisión podremos desarrollar un plan. Ella dice: "Ser capaz de estimar con mayor precisión la pérdida de permafrost podría contribuir a una mejor comprensión de los impactos del cambio climático y potencialmente informar la política sobre el calentamiento global".
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