El deshielo del permafrost se sumará al calentamiento global a corto plazo

Los confines más septentrionales de la Tierra han capturado carbono bajo tierra por centenares de años. Una nueva investigación presenta un panorama de cambio, que no es nuevo, y ha sido advertido por los científicos por mucho tiempo.

Un nuevo estudio, que tiene como coautores a científicos de la NASA, detalla dónde y cómo se escapan los gases de efecto invernadero de la vasta región de permafrost del norte de la Tierra a medida que el Ártico se calienta. Los suelos congelados que rodean el Ártico desde Alaska hasta Canadá y Siberia almacenan el doble de carbono del que reside actualmente en la atmósfera (cientos de miles de millones de toneladas) y la mayor parte ha estado enterrado durante siglos.

Un equipo internacional, dirigido por investigadores de la Universidad de Estocolmo, descubrió que, entre 2000 y 2020, la absorción de dióxido de carbono por la tierra se vio compensada en gran medida por las emisiones de la misma. En general, concluyeron que la región ha contribuido netamente al calentamiento global en las últimas décadas, en gran parte debido a otro gas de efecto invernadero, el metano, que tiene una vida más corta pero atrapa significativamente más calor por molécula que el dióxido de carbono.

Los hallazgos revelan un panorama en constante cambio, dijo Abhishek Chatterjee, coautor y científico del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA en el sur de California. “Sabemos que la región de permafrost ha capturado y almacenado carbono durante decenas de miles de años”, dijo. “Pero lo que estamos descubriendo ahora es que los cambios impulsados ​​por el clima están inclinando la balanza hacia el hecho de que el permafrost sea una fuente neta de emisiones de gases de efecto invernadero”.

Reserva de carbono

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El permafrost es un suelo que ha estado congelado de forma permanente durante un período que va desde dos hasta cientos de miles de años. Un núcleo de este suelo revela gruesas capas de suelos helados enriquecidos con materia vegetal y animal muerta que se puede datar mediante radiocarbono y otras técnicas. Cuando el permafrost se descongela y se descompone, los microbios se alimentan de este carbono orgánico y liberan parte de él en forma de gases de efecto invernadero.

El escenario de deshielo del permafrost, temperaturas en ascenso

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La liberación de una fracción del carbono almacenado en el permafrost podría agravar aún más el cambio climático. Las temperaturas en el Ártico ya están aumentando entre dos y cuatro veces más rápido que el promedio mundial, y los científicos están descubriendo cómo el deshielo del permafrost está transformando la región de ser un sumidero neto de gases de efecto invernadero a convertirse en una fuente neta de calentamiento.

Los científicos han hecho un seguimiento de las emisiones utilizando instrumentos terrestres, aviones y satélites. Una de esas campañas, el Experimento de Vulnerabilidad Ártico-Boreal (ABoVE, por Arctic-Boreal Vulnerability Experiment) de la NASA, se centra en Alaska y el oeste de Canadá. Sin embargo, localizar y medir las emisiones en los confines más septentrionales de la Tierra sigue siendo un desafío. Un obstáculo es la enorme escala y diversidad del entorno, compuesto por bosques siempre verdes, tundra en expansión y vías fluviales.

Grietas en el sumidero

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El nuevo estudio se realizó como parte del RECCAP-2 del Proyecto Global de Carbono Global Carbon Project’s RECCAP-2, que reúne a diferentes equipos científicos, herramientas y conjuntos de datos para evaluar los balances regionales de carbono cada pocos años. Los autores siguieron el rastro de tres gases de efecto invernadero (dióxido de carbono, metano y óxido nitroso) a lo largo de 18 millones de kilómetros cuadrados de terreno de permafrost entre 2000 y 2020.

Los investigadores descubrieron que la región, especialmente los bosques, absorbían una fracción más de dióxido de carbono del que emitían. Esta absorción se compensaba en gran medida con el dióxido de carbono emitido por lagos y ríos, así como por los incendios que quemaron bosques y tundra.

Carbono y metano

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También descubrieron que los lagos y humedales de la región fueron importantes fuentes de metano durante esas dos décadas. Sus suelos anegados tienen un bajo contenido de oxígeno y contienen grandes volúmenes de vegetación muerta y materia animal, condiciones propicias para los microbios hambrientos. En comparación con el dióxido de carbono, el metano puede provocar un calentamiento climático significativo en escalas de tiempo cortas antes de descomponerse con relativa rapidez. La vida útil del metano en la atmósfera es de unos 10 años, mientras que el dióxido de carbono puede durar cientos de años.

Los resultados sugieren que el cambio neto en los gases de efecto invernadero ayudó a calentar el planeta durante 20 años. Pero en un período de 100 años, las emisiones y las absorciones se anularían entre sí. En otras palabras, la región oscila entre una fuente de carbono y un sumidero débil. Los autores señalaron que eventos como los incendios forestales extremos y las olas de calor son fuentes importantes de incertidumbre a la hora de hacer proyecciones al futuro.

Lo que es arriba, es abajo

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Los científicos utilizaron dos estrategias principales para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero de la región. Los métodos “de abajo a arriba” calculan las emisiones a partir de mediciones terrestres y aéreas y modelos de ecosistemas. Los métodos de arriba a abajo utilizan mediciones atmosféricas tomadas directamente de sensores satelitales, incluidos los del Observatorio Orbital de Carbono-2 (OCO-2, por Orbiting Carbon Observatory-2) de la NASA y el Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero [Greenhouse Gases Observing Satellite] de la JAXA (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón).

En cuanto al potencial de calentamiento global a corto plazo, es decir, a 20 años, ambos enfoques científicos coincidieron en el panorama general pero diferían en magnitud: los cálculos de abajo hacia arriba indicaban un calentamiento significativamente mayor.

“Este estudio es uno de los primeros en los que podemos integrar diferentes métodos y conjuntos de datos para reunir este exhaustivo balance de gases de efecto invernadero en un solo informe”, aseguró Chatterjee. Y “revela un panorama muy complejo”.

Importante

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• El paper Permafrost Region Greenhouse Gas Budgets Suggest a Weak CO2 Sink and CH4 and N2O Sources, But Magnitudes Differ Between Top-Down and Bottom-Up Methods, fue publicado en Advancing Earth and Space Sciences. Sus autores son: G. Hugelius, J. Ramage, E. Burke, A. Chatterjee, T. L. Smallman, T. Aalto, A. Bastos, C. Biasi, J. G. Canadell, N. Chandra, F. Chevallier, P. Ciais, J. Chang, L. Feng, M. W. Jones, T. Kleinen, M. Kuhn, R. Lauerwald, J. Liu, E. López-Blanco, I. T. Luijkx, M. E. Marushchak, S. M. Natali, Y. Niwa, D. Olefeldt, P. I. Palmer, P. K. Patra, W. Peters, S. Potter, B. Poulter, B. M. Rogers, W. J. Riley, M. Saunois, E. A. G. Schuur, R. L. Thompson, C. Treat, A. Tsuruta, M. R. Turetsky, A.-M. Virkkala, C. Voigt, J. Watts, Q. Zhu & B. Zheng.

• El artículo NASA Helps Find Thawing Permafrost Adds to Near-Term Global Warming, con la firma de Sally Younger, fue publicado en la sección de noticias de JPL