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¿Cuánto empeorará el cambio climático con el deshielo del permafrost ártico?



Fuente: Scientific American - Por Jordan Wilkerson - 11 de agosto de 2021

El calentamiento global está liberando el carbono de la vida enterrada hace mucho tiempo en los suelos congelados del Ártico, pero su impacto en la crisis climática no está claro


La permanencia del suelo congelado en el Ártico ya no está garantizada a medida que las temperaturas de la Tierra siguen subiendo. Pero aún no está claro hasta qué punto la degradación del llamado permafrost empeorará el cambio climático, según el Sexto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), publicado esta semana. La incertidumbre deja a los investigadores con un frustrante agujero en sus proyecciones climáticas.


El permafrost cubre una cuarta parte de la tierra del hemisferio norte y almacena alrededor de 1,5 billones de toneladas métricas de carbono orgánico, el doble de lo que contiene actualmente la atmósfera de la Tierra. La mayor parte de este carbono son los restos de la vida antigua, que han permanecido en el suelo congelado durante cientos de miles de años.


En las últimas décadas, el permafrost se ha descongelado debido al calentamiento global por el calor atrapado principalmente por el dióxido de carbono liberado a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles. El calentamiento del Ártico está aumentando al doble de la media mundial desde el año 2000 (Nota Climaterra: en realidad más rápido), según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Como ese aumento acelera el deshielo del permafrost, el carbono orgánico que contiene se descompone y libera dióxido de carbono, lo que agrava el cambio climático.

El permafrost ártico se está derritiendo a niveles que no se esperaban hasta 2090 -aquí

Pero los científicos del clima no están seguros de la cantidad de carbono que liberará el permafrost ni de cuándo lo hará, lo que se refleja en la amplia gama de estimaciones que ofrece el informe del IPCC de esta semana. Esta incertidumbre dificulta las proyecciones sobre el cambio climático, lo que hace más difícil saber si las naciones del mundo están en camino de cumplir los objetivos diseñados para limitar el calentamiento global establecidos en el Acuerdo de París de 2015. La creación de políticas para cumplir esos objetivos depende de una comprensión precisa de la cantidad de dióxido de carbono que entra en la atmósfera cada año.


La mayoría de los modelos climáticos existentes no tienen en cuenta el carbono liberado por el permafrost en sus simulaciones. En cambio, el último informe del IPCC hace una estimación óptima del rango de carbono que el permafrost podría expulsar. A continuación, tiene en cuenta ese rango al estimar el presupuesto de carbono restante del mundo -la cantidad de CO2 que aún puede emitirse- para cumplir los objetivos del Acuerdo de París, afirma Charlie Koven, científico del ciclo del carbono del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y uno de los principales autores del informe. Aunque no es lo ideal, este enfoque es "un reflejo de la urgencia de la crisis climática", dice. "No tenemos tiempo para una solución perfecta. Tenemos que actuar con los conocimientos que tenemos".


Mientras tanto, los investigadores intentan comprender mejor la contribución del permafrost al calentamiento global. La clave está en el ciclo del carbono de la Tierra, en el que el carbono se intercambia entre la tierra, el agua y el aire. En el Ártico, que se está calentando, dos influencias opuestas están cambiando el ciclo. Al descongelarse el suelo, las bacterias, los hongos y otros microbios que viven en él consumen la materia orgánica expuesta y arrojan carbono a la atmósfera. Y las comunidades microbianas prosperan mejor en un Ártico más cálido, aumentando tanto su número como su apetito. Esto crea potencialmente el llamado bucle de retroalimentación: el cambio climático hace que se libere más dióxido de carbono, lo que empeora el problema a nivel global y, por tanto, provoca la liberación de más carbono. Sin embargo, las plantas suelen crecer mejor con temperaturas más cálidas y aire rico en carbono. Ese crecimiento extrae más carbono del aire y lo deposita en el suelo cuando las plantas mueren. Así que, a medida que el permafrost de la Tierra se calienta, "uno se pregunta: ¿quién gana? No lo sabemos de inmediato", dice Ted Schuur, profesor de la Universidad del Norte de Arizona, que estudia los ecosistemas del Ártico.


Durante los últimos 20 años, Schuur ha gestionado un centro de investigación cerca del Parque Nacional de Denali, en Alaska, para tratar de identificar al vencedor mediante el seguimiento del intercambio de dióxido de carbono entre el suelo y el aire. Esta primavera informó de algo preocupante en la revista JGR Biogeosciences: los microbios del suelo están ganando, lo que significa que la pequeña área que rodea el sitio de estudio de Schuur es una fuente neta de CO2.


En este punto, "es difícil imaginar un escenario en el que el crecimiento de las plantas sea capaz de superar la pérdida de carbono de los suelos de permafrost", dice Koven. Pero para precisar mejor la cantidad de carbono del permafrost que podría liberarse a lo largo del siglo XXI, "queda mucho trabajo por hacer".


Aunque otros sitios de monitoreo de CO2 también 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 combinadas de permafrost de la Tierra, que abarcan unos 22 millones de kilómetros cuadrados. Muy pocos de estos lugares de investigación se encuentran en Siberia, la mayor región de permafrost del mundo, lo que la convierte en "una caja negra", afirma Jennifer Watts, investigadora de sistemas árticos del Centro de Investigación Climática Woodwell de Falmouth (Massachusetts).

Las temperaturas del suelo alcanzan 48ºC en el Círculo Polar Ártico -aquí

La dureza y la lejanía del Ártico dificultan que los investigadores se aventuren a establecer más emplazamientos. Un posible remedio es observar el deshielo del permafrost desde lejos con satélites. Los científicos ya han utilizado los satélites para determinar que la cubierta vegetal ha ido aumentando en la mayor parte del Ártico, aunque el seguimiento a distancia de la liberación de carbono requiere más delicadeza tecnológica.


El escaso muestreo no es el único motivo de incertidumbre sobre la contribución del permafrost al cambio climático. Los científicos del Ártico también siguen descubriendo nuevos giros alarmantes en la historia del ciclo del carbono. En 2019, Watts y otros científicos informaron en Nature Climate Change de que los microbios de muchos lugares de estudio permanecen algo activos incluso durante el invierno, liberando así cierta cantidad de dióxido de carbono durante todo el año. Por separado, en Nature Geoscience el año siguiente, Schuur, Koven y otros investigadores vincularon los lagos de deshielo -piscinas en expansión de agua de deshielo del permafrost- a la liberación de burbujas de metano, un compuesto de carbono con un efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono. "Sin esas burbujas, se subestima la retroalimentación de carbono", afirma Katey Walter Anthony, profesora de ecología de ecosistemas de la Universidad de Alaska Fairbanks y coautora del estudio sobre los lagos de deshielo.

Burbujas de metano congeladas en el lago más profundo del mundo -aquí

Incluso hoy en día la liberación de metano por el calentamiento del Ártico sigue siendo "un gran interrogante", dice Watts. "Sabemos que hay metano. No sabemos cuánto, y no sabemos en absoluto cómo será en el futuro".


Aunque la temperatura media mundial ya ha aumentado más de un grado centígrado con respecto a los niveles preindustriales, "eso es relativamente pequeño, comparado con los posibles cambios que podrían esperarnos", dice Koven. La estrategia a la que recurren los científicos del clima para comprender mejor las implicaciones del permafrost en un futuro más cálido de la Tierra ha sido examinar su pasado más cálido. Durante los últimos dos millones de años, las temperaturas han subido ocasionalmente un poco más que las actuales. "Cada uno de esos periodos cálidos es un gran experimento natural", dice Alberto Reyes, profesor asociado de la Universidad de Alberta, que estudia cómo respondió el antiguo permafrost a estos periodos cálidos pasados.


Esta primavera, Reyes y otros analizaron los depósitos de las cuevas canadienses del Ártico y el subártico, como las piedras de flujo y las estalagmitas, y determinaron que los suelos de permafrost del Ártico se descongelaron bastante durante algunos períodos cálidos antiguos. Pero según los registros de los núcleos de hielo de las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia, que contienen burbujas de aire atrapadas en el pasado lejano, no parecía haber picos de dióxido de carbono o metano en la atmósfera como respuesta.


"¿Dónde están esos gases de efecto invernadero?" dice Reyes. La respuesta no es necesariamente que no hayan sido emitidos por el deshielo del permafrost. Los océanos en el pasado antiguo tuvieron más tiempo para absorber el dióxido de carbono liberado por el permafrost que en esta ocasión. Los niveles actuales son mucho más altos que los de los últimos dos millones de años, y están aumentando a un ritmo más rápido. "Ya hemos forzado mucho el sistema", dice. "Los humanos han creado una condición no análoga".


El ritmo de emisión de carbono es "sin precedentes" en los últimos 66 millones de años - aquí



Para una información más certera sobre el tema, se puede leer el artículo:

IPCC: “Nadie está a salvo” del 10/08/2021 por Ferran Puig Vilar en en Ustednoselocree.com


¿Y el permafrost?

Del permafrost, en el resumen muy poco. Leemos esto:

“Se prevé un calentamiento adicional que amplificará todavía más el deshielo del permafrost y la pérdida de la capa de nieve estacional, del hielo terrestre y del hielo marino del Ártico … La pérdida de carbono del permafrost después de su deshielo es irreversible a escalas de tiempo de siglos.” (p. 20,28)

Aún con la salvedad de que

“Las respuestas adicionales de los ecosistemas al calentamiento que aún no se incluyen completamente en los modelos climáticos, tales como los flujos de CO2 y CH4 de los humedales, el deshielo del permafrost y los incendios forestales, aumentarían todavía más las concentraciones de estos gases en la atmósfera.” (p. 26)

En el Technical Summary son más explícitos:

“En las zonas con permafrost, el incremento de la temperatura del suelo en los 30 m superiores durante las últimas tres o cuatro décadas ha sido generalizado … Por cada 1 °C adicional de calentamiento (hasta 4 °C por encima del nivel de 1850-1900), se prevé que el volumen global de suelo permanentemente congelado hasta 3 m por debajo de la superficie disminuya en aproximadamente un 25% en relación con el volumen actual … Sin embargo, esta disminución pueden ser una subestimación debida a una representación incompleta de los procesos físicos relevantes en los ESM [Earth System Models].” (p. 43)

En otras palabras: la familia de modelos CMIP6 todavía no incorpora el lazo de realimentación del permafrost (ni de los humedales, ni del fuego) y, dado que lo que no está en los modelos para el IPCC es como si no existiera, podemos decir con seguridad que la realidad será peor de lo que este informe anuncia. Que no son + 3ºC en 2100, como oigo por la radio, sino +4,4 ºC (pudiendo llegar a +5,7 ºC). De hecho no se entiende lo de los +3 ºC, porque no hay ninguno de los cinco escenarios que así lo establezca.

Lo de los tipping points lo dejan para el final:

“No se pueden descartar respuestas abruptas y puntos críticos del sistema climático, tales como un fuerte aumento del derretimiento de la capa de hielo de la Antártida y la muerte regresiva de los bosques (nivel de confianza alto).”

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