¿Cuánto empeorará el cambio climático el derretimiento del permafrost del Ártico?
A medida que la temperatura de la Tierra continúa aumentando, la permanencia del permafrost del Ártico ya no está garantizada. Pero la medida en que la llamada degradación del permafrost exacerbará el cambio climático sigue sin estar clara, según el sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) publicado esta semana. Esta incertidumbre ha creado agujeros frustrantes en los pronósticos climáticos de los investigadores.
El permafrost cubre una cuarta parte de la tierra en el hemisferio norte y almacena alrededor de 1,5 billones de toneladas métricas de carbono orgánico, el doble del contenido actual de la atmósfera terrestre. Gran parte de este carbono son los restos de la vida antigua encerrados en el permafrost durante cientos de miles de años.
El permafrost se ha descongelado en las últimas décadas debido al calentamiento global causado por el calor atrapado por el dióxido de carbono liberado a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles. Desde el año 2000, el calentamiento del Ártico ha aumentado dos veces más rápido que el promedio mundial, según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. A medida que este aumento acelera el deshielo del permafrost, el carbono orgánico que contiene se descompone y libera dióxido de carbono, lo que contribuye al cambio climático.
Pero los científicos del clima no están seguros de cuánto carbono liberará el permafrost y cuándo, como se refleja en las estimaciones generales proporcionadas en el informe del IPCC de esta semana. Esta incertidumbre ha obstaculizado las predicciones del cambio climático, lo que dificulta saber si los países de todo el mundo están en camino de cumplir los objetivos establecidos en el Acuerdo de París de 2015 para limitar el calentamiento global. El desarrollo de políticas para lograr estos objetivos depende de saber exactamente cuánto dióxido de carbono ingresa a la atmósfera cada año.
La mayoría de los modelos climáticos existentes actualmente no tienen en cuenta el carbono liberado por el permafrost en sus simulaciones. En cambio, el último informe del IPCC proporciona la mejor estimación de la cantidad de carbono que puede emitir el permafrost. Charlie Cowan, científico del ciclo del carbono en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y uno de los autores principales, dijo que se tiene en cuenta ese rango al estimar el presupuesto de carbono restante del mundo (la cantidad de dióxido de carbono que aún se puede emitir) para cumplir con los requisitos de París. Objetivos del acuerdo. Reporte. Si bien no es ideal, el enfoque «refleja la urgencia de la crisis climática», dijo. «No tenemos tiempo para encontrar la solución perfecta. Necesitamos actuar sobre el conocimiento que tenemos».
Al mismo tiempo, los investigadores están tratando de comprender mejor la contribución del permafrost al calentamiento global. La clave es el ciclo del carbono de la Tierra, en el que el carbono se intercambia entre la tierra, el agua y el aire. En un Ártico en calentamiento, dos efectos opuestos están cambiando el ciclo. A medida que el suelo se descongela, las bacterias, los hongos y otros microbios que viven en el suelo consumen la materia orgánica expuesta y emiten carbono a la atmósfera. En las regiones árticas más cálidas, las comunidades microbianas prosperaron mejor, aumentando su número y apetito. Esto podría crear el llamado ciclo de retroalimentación: el cambio climático hace que se libere más dióxido de carbono, lo que exacerba el problema a nivel mundial, lo que a su vez desencadena la liberación de más carbono. Sin embargo, las plantas generalmente crecen mejor en temperaturas más cálidas y aire rico en carbono. Cuando las plantas mueren, este crecimiento toma más carbono del aire y lo deposita en el suelo. Entonces, cuando el permafrost de la Tierra se calienta, «estás preguntando, ‘¿Quién ganó?’ No lo sabremos de inmediato», dijo Ted Schuur, profesor de la Universidad del Norte de Arizona que estudia los ecosistemas del Ártico.
Durante los últimos 20 años, Shure ha estado dirigiendo un sitio de investigación cerca del Parque Nacional Denali en Alaska, tratando de identificar a los ganadores al monitorear el intercambio de dióxido de carbono entre el suelo y el aire. Esta primavera, informó algo relacionado en la revista JGR Biogeosciences: Los microbios del suelo están ganando, lo que significa que la pequeña área alrededor del sitio de estudio de Schuur es una fuente neta de dióxido de carbono.
En este punto, «es difícil imaginar una situación en la que el crecimiento de las plantas pueda compensar la pérdida de carbono de los suelos de permafrost», dijo Cowan. Pero para determinar mejor la cantidad de carbono del permafrost que puede liberarse a lo largo del siglo XXI, «todavía queda mucho trabajo por hacer».
Si bien otros sitios de monitoreo de dióxido de carbono han demostrado recientemente que los microbios están ganando, por ejemplo, en los hallazgos publicados este mes en Environmental Research Letters, hay muy pocos sitios para representar con confianza todas las regiones de permafrost del planeta, estas áreas abarcan alrededor de 22 millones. kilómetros cuadrados Pocos de estos sitios de estudio se encuentran en Siberia, la región de permafrost más grande del mundo, lo que la convierte en una «caja negra».
El paisaje duro y remoto del Ártico dificulta que los investigadores se aventuren a construir más sitios. Un posible remedio es usar satélites para observar el deshielo del permafrost desde la distancia. Los científicos han utilizado satélites para determinar que la cubierta vegetal ha aumentado en gran parte del Ártico, aunque el control remoto de las emisiones de carbono requiere una mayor sofisticación técnica.
El muestreo escaso no es la única razón de la incertidumbre sobre la contribución del deshielo del permafrost al cambio climático. Los científicos del Ártico también continúan descubriendo nuevos cambios impactantes en la historia del ciclo del carbono. En 2023, Watts y otros científicos informaron en Nature Climate Change que incluso en invierno, los microbios en muchos de los sitios de estudio todavía están algo activos, por lo que se libera cierta cantidad de dióxido de carbono durante todo el año. Por separado, en Nature Geoscience del año siguiente, Shure, Cowen y otros investigadores vincularon los lagos de deshielo (piscinas de deshielo que se expanden por el derretimiento del permafrost rico en hielo) con la liberación de burbujas de metano, las burbujas de metano son un compuesto de carbono que produce más gases de efecto invernadero que el dióxido de carbono. «Sin estas burbujas, se subestima la retroalimentación del carbono», dijo Katie, profesora de ecología de ecosistemas en la Universidad de Alaska Fairbanks y coautora del estudio Thawed Lakes, dijo Walter Anthony.
Incluso hoy, el metano liberado por el calentamiento del Ártico sigue siendo «un gran signo de interrogación», dijo Watts. «Sabemos que hay metano. No sabemos cuánto, y no tenemos ni idea de cómo será el futuro».
Aunque la temperatura media mundial ya ha aumentado más de 1 grado Celsius por encima de los niveles preindustriales, «esto es relativamente pequeño en comparación con los posibles cambios que nos esperan», dijo Cowan. La estrategia preferida por los científicos del clima para comprender mejor el impacto del calentamiento futuro de un planeta en el permafrost es examinar su pasado cálido. En los últimos millones de años, las temperaturas han sido ocasionalmente ligeramente más cálidas que en la actualidad. «Cada período cálido es un gran experimento natural», dijo Alberto Reyes, profesor asociado de la Universidad de Alberta que estudia cómo respondió el permafrost antiguo a estos períodos cálidos pasados.
Esta primavera, Reyes y otros analizaron depósitos de cuevas árticas y subárticas canadienses, como coladas y estalagmitas, y determinaron que el permafrost ártico se descongeló mucho durante algún antiguo período cálido. Pero de acuerdo con los registros de núcleos de hielo de las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia, que contienen burbujas del pasado lejano, no parece que se hayan producido picos en el dióxido de carbono o el metano atmosféricos.
«¿Dónde están esos gases de efecto invernadero?», dijo Reyes. La respuesta no es necesariamente que no fueron liberados del permafrost descongelado. Los océanos antiguos tardaron más en absorber el dióxido de carbono liberado por el permafrost que este tiempo. Los niveles actuales son mucho más altos que en los últimos dos millones de años y aumentan más rápido. «Hasta ahora, hemos hecho avanzar el sistema», dijo. «Los humanos crearon una condición no simulada».
