27/01/2022
1170 vistes
55 m’agrada
Una de les moltes conseqüències greus de la crisi climàtica és que el preciós permafrost s’està descongelant, i això està alliberant encara més carboni a l’atmosfera i agreujant encara més el canvi climàtic. Tanmateix, és complicat. Per exemple, de vegades el permafrost es pot descongelar ràpidament i els científics no saben per què i què signifiquen aquests desgels bruscs en termes de bucles de retroalimentació. Això fa que sigui difícil predir l’impacte futur sobre el clima. Gràcies a una iniciativa de l’ESA-NASA, una nova investigació aprofundeix en la comprensió de les complexitats del desglaç del permafrost i com s’allibera el carboni al llarg del temps.
El permafrost és sòl, roca o sediment congelats, de vegades de centenars de metres de gruix. Per classificar-se com a permafrost, el sòl ha d’haver estat congelat durant almenys dos anys, però gran part del subsòl de les regions polars s’ha mantingut congelat des de l’edat glacial. El permafrost conté restes de vegetació i animals basats en carboni que es van congelar abans que la descomposició pogués entrar.
La major part del permafrost de la Terra es troba a l’hemisferi nord: el permafrost àrtic emmagatzema gairebé 1.700 mil milions de tones de carboni.
L’animació següent mostra com va canviar l’extensió del permafrost a l’Àrtic entre 1997 i 2019.
El permafrost té un paper crític per evitar que el nostre planeta perdi la seva frescor, però l’augment de les temperatures globals, especialment evident a l’Àrtic, està fent que el subsòl es descongeli i alliberi carboni retingut durant molt de temps a l’atmosfera.
La imatge següent mostra com s’està escalfant el subsòl, amb el risc de descongelar el permafrost.
Destacant la importància del permafrost en el sistema climàtic, la revista Nature Reviews Terra i Medi Ambient recentment va presentar una gran quantitat de treballs de recerca a a col·lecció especial que examina els canvis físics, biogeoquímics i dels ecosistemes relacionats amb el desglaç del permafrost i els impactes associats.
Un dels articles de la col·lecció es basa en la investigació realitzada a través del ESA–NASA Arctic Methane and Permafrost Challenge.
El paper descriu com científics d’Europa i dels EUA estan treballant junts per fer un millor seguiment de la dinàmica del carboni del permafrost. Això inclou una millor comprensió dels mecanismes que condueixen a desgels bruscs mitjançant l’ús d’observacions clau de l’alliberament de carboni i el desenvolupament de models per predir la retroalimentació del permafrost-carboni.
La imatge següent mostra la quantitat de carboni emmagatzemada als 2 m superiors del permafrost.
La descongelació brusca i el termokarst, que és un procés ràpid de degradació del permafrost però que varia significativament depenent de les condicions locals, poden emetre quantitats substancials de carboni a l’atmosfera molt ràpidament, fins i tot en qüestió de dies. Aquests processos corren el risc de mobilitzar el carboni profund i heretat segrestat al yedoma. Yedoma és un tipus de permafrost que es va formar fa entre 1,8 milions i 10.000 anys, i és especialment ric en matèria orgànica, per la qual cosa una font important de metà atmosfèric.
Els incendis forestals cada cop més freqüents a l’Àrtic també provocaran un flux de carboni notable i impredictible.
L’autor principal del document, Kimberley Miner, del Laboratori de Propulsió a Jet de la NASA, va dir: “La visió tradicional del desgel del permafrost és que és un procés gradual que exposa les capes lentament. La descongelació brusca exposa les antigues capes de permafrost molt més ràpidament.
“L’escala és un repte real, però la nostra investigació se centra a comprendre les emissions de carboni a diferents escales de temps, des de l’alliberament mediat per microbis a nivell del sòl fins a la dinàmica dels incendis forestals a la tundra.
“De la mateixa manera, hem d’utilitzar mètodes d’observació a diferents escales, des del treball de camp in situ fins a les observacions per satèl·lit per reflectir les escales de temps de descongelació. Només amb dades que cobreixen dies, anys o dècades podem reduir substancialment les incerteses en la nostra comprensió del que pot desencadenar desgels ràpids, predir les taxes d’emissió i després tenir una millor imatge dels cicles de retroalimentació implicats”.
El document no només destaca els perills del desgel ràpid del permafrost, sinó que també demana un seguiment més detallat mitjançant observacions in situ, aerotransportades i per satèl·lit per proporcionar una comprensió més profunda del paper futur de l’Àrtic com a font o embornal de carboni, i l’impacte posterior en el Sistema terrestre.
Charles Miller, també de JPL, va dir: “La nostra comprensió del permafrost, per descomptat, avança tot el temps. El permafrost no es pot observar directament des de l’espai, hem de combinar diferents mesures com la temperatura de la superfície terrestre i la humitat del sòl per donar-nos una imatge del canvi. I, gràcies als satèl·lits, tenim un rècord de més de 20 anys que detalla els canvis en els sòls de permafrost de l’hemisferi nord, i això és clau per millorar els models climàtics.
“No obstant això, esperem futures mesures in situ i futurs sistemes de satèl·lit per donar-nos més informació”.
Diego Fernandez, de l’ESA, va afegir: “Gràcies a missions com SMOS de l’ESA i Copernicus Sentinel-5P, la investigació que s’està duent a terme com a part del repte ESA-NASA Arctic Methane and Permafrost Challenge dins del programa FutureEO de l’ESA i la Iniciativa de Canvi Climàtic de l’ESA torna a ser essencial per a entendre millor els efectes que el canvi climàtic està tenint en el delicat entorn àrtic i com aquests canvis, al seu torn, s’afegeixen a la crisi climàtica.
“Com a part de l’Àrtic Methane and Permafrost Challenge, l’ESA i la NASA pretenen donar suport a una forta col·laboració científica des d’ambdós costats de l’Atlàntic per abordar conjuntament els problemes científics i socials associats al desglaç del permafrost”.
En el futur, les properes missions com la MERLIN alemanya i francesa, que es preveu llançar el 2027, utilitzen tecnologia làser i prometen afegir dades valuoses de metà al sistema d’observació de l’Àrtic.
A més, la missió Copernicus Carbon Monitoring, que està prevista per al seu llançament el 2025, proporcionarà dades d’alta freqüència per controlar millor les emissions de carboni de la descongelació del permafrost.
Les bases també són essencials per entendre com s’emeten els gasos d’efecte hivernacle des de l’Àrtic. Per exemple, l’any passat, l’ESA va participar en un campanya internacional de recerca amb seu a Suècia. La campanya de monitorització de la composició atmosfèrica i els gasos d’efecte hivernacle a través d’instruments múltiples va incloure el llançament de globus a l’estratosfera, el vol d’instrumentació en avions i la realització de mesures a terra per registrar fonts i embornals de gas climàtic a Escandinàvia.
Activitats similars continuaran a l’Àrtic nord-americà l’estiu del 2022 com a part Experiment de vulnerabilitat boreal àrtica i la Missió de diòxid de carboni i metà. Ambdues campanyes aerotransportades estan dirigides per la NASA i el Centre Aeroespacial Alemany, respectivament.
