Por que descongelar o Permafrost é importante

Por que descongelar o Permafrost é importante

Em Bethel, Alasca, as paredes estão se dividindo, as casas estão desabando e a estrada principal parece uma montanha-russa infantil. Na cidade costeira de Kongiganak, cemitérios naufragados impedem que os habitantes do Alasca enterrem seus mortos no solo. O vilarejo de Shishmaref, localizado em uma ilha a oito quilômetros do continente ocidental do Alasca, sofreu uma erosão tão intensa que está contemplando uma realocação total. Essas comunidades estão sendo atormentadas por permafrost que está degelando.

Permafrost é um solo que permanece congelado por dois ou mais anos consecutivos. É composto de rocha, solo, sedimentos e várias quantidades de gelo que unem os elementos. Alguns permafrost foram congelados por dezenas ou centenas de milhares de anos.

Encontrado sob uma camada de solo, o permafrost pode ter de três a 4.900 pés de espessura. Ele armazena os restos de plantas e animais à base de carbono que congelaram antes de se decomporem. Cientistas estimam que o permafrost mundial retém 1.500 bilhões de toneladas de carbono, quase o dobro da quantidade de carbono que está atualmente na atmosfera.

Infelizmente, quando o permafrost aquece e descongela, ele libera dióxido de carbono e metano na atmosfera. . Conforme o termostato global aumenta, o permafrost, em vez de armazenar carbono, pode se tornar uma fonte significativa de emissões para o aquecimento do planeta.

O permafrost já está derretendo em alguns lugares e, se o problema se espalhar, os cientistas temem que isso possa iniciar um processo descontrolado de aquecimento global.

O aquecimento do Ártico

O permafrost cobre cerca de 24 por cento da massa de terra exposta do hemisfério norte – cerca de 9 milhões de milhas quadradas. É encontrado em altas latitudes e altitudes elevadas, principalmente na Sibéria, no planalto tibetano, no Alasca, no norte do Canadá, na Groenlândia, em partes da Escandinávia e na Rússia. As plataformas continentais abaixo do Oceano Ártico, que foram expostas durante a última idade do gelo, também contêm permafrost.

No entanto, as regiões polares e de alta altitude são alguns dos lugares mais sensíveis ao clima do planeta. O Ártico está esquentando duas vezes mais rápido que o resto do planeta, a uma taxa de mudança de temperatura que não era observada há pelo menos 2.000 anos, de acordo com a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA). Em 2016, as temperaturas superficiais médias anuais eram 3,5 graus Celsius mais altas do que no início do século XX. Naquele ano, as temperaturas do permafrost no Ártico foram as mais altas já registradas.

No Alasca, as temperaturas do permafrost aumentaram até 2˚C nas últimas décadas. Um estudo recente projeta que a cada 1˚C de aumento na temperatura, 1,5 milhão de milhas quadradas de permafrost podem ser perdidos durante o degelo.

Quando o Permafrost descongela

O. Roger Anderson, um biólogo do Observatório Terrestre Lamont-Doherty do Earth Institute, explicou por que o permafrost libera carbono ao degelar.

A ‘camada ativa’ de solo no topo do permafrost, que pode ter de 60 a 4 metros de profundidade, descongela a cada verão e pode sustentar a vida vegetal. Essa camada libera carbono das raízes das plantas que respiram CO2 e dos micróbios do solo. Alguns micróbios decompõem a matéria orgânica em CO2. Outros, chamados archaea, produzem metano, em vez disso, quando as condições são anaeróbicas – quando o solo está saturado de água ou não há oxigênio disponível. O metano é 20 a 30 vezes mais potente do que o dióxido de carbono na exacerbação do aquecimento global, mas permanece na atmosfera por menos tempo.

À medida que o permafrost descongela, a camada ativa se aprofunda. Os micróbios tornam-se ativos e as raízes das plantas podem penetrar mais fundo, resultando na produção de mais CO2. A quantidade de metano gerada depende de quão saturado está o solo.

Os cientistas não sabem as proporções relativas das emissões de dióxido de carbono e metano que podem resultar do degelo em grande escala do permafrost, disse Anderson, porque isso nunca aconteceu na história humana. No entanto, pesquisas na camada superior da tundra (planícies sem árvores sobre o permafrost) sugerem que as emissões médias de dióxido de carbono são cerca de 50 vezes mais altas do que as de metano.

“E sabemos que a cada 10 graus Celsius que o solo aquece, a emissão de CO2 dobrará ”, disse Anderson.

Um estudo de 2017 estimou que se as temperaturas globais subirem 1,5˚C acima dos níveis de 1861, o degelo do permafrost poderia liberar 68 a 508 gigatoneladas de carbono.Sem levar em consideração a atividade humana, esse carbono sozinho aumentaria as temperaturas globais de 0,13 a 1,69˚C em 2300. Como podemos já ter travado 1,5˚C de aquecimento acima dos níveis pré-industriais, essa quantidade de aquecimento adicional poderia resultar em impactos catastróficos das mudanças climáticas.

Embora um Ártico mais quente possa sustentar mais plantas, e as plantas absorvem dióxido de carbono por meio da fotossíntese, o novo crescimento deve compensar apenas cerca de 20 por cento da liberação de carbono do permafrost.

O que protege o permafrost

Uma coisa que protege o permafrost dos impactos das mudanças climáticas é a turfa, a vegetação parcialmente decomposta que se acumula em ambientes saturados de água e sem oxigênio. Encontrada em grande parte do baixo Ártico, a turfa pode se sobrepor ou englobar toda a camada ativa ou ser congelada como permafrost.

Ben Gaglioti, um cientista de pós-doutorado no Observatório Terrestre de Lamont-Doherty, estudou registros de sedimentos em lagos no norte do Alasca para determinar quanto carbono o permafrost liberou em resposta aos períodos de aquecimento em o fim da última era do gelo. Acontece que o permafrost era muito mais sensível – o que significa que liberava mais carbono – durante os eventos de aquecimento anteriores, com resposta gradativamente menor ao longo do tempo. Nos últimos 150 anos de aquecimento, houve relativamente pouca resposta.

“Nossa hipótese é que o acúmulo de matéria orgânica ou turfa na bacia hidrográfica ocorreu por causa de um clima relativamente quente e estável desde a idade do gelo”, disse Gaglioti. ” Essa turfa, que começou a se acumular há cerca de 13.000 anos, faz um ótimo trabalho em isolar o solo subjacente do degelo, então achamos que está protegendo o permafrost. ”

Os modelos de Gaglioti mostram que a sensibilidade do permafrost subjacente é altamente dependente da espessura da turfa. “O destino do permafrost subjacente depende, de certa forma, da estabilidade da camada de turfa”, disse ele.

Um ciclo irreversível?

Incêndios florestais podem remover a turfa e fazer o permafrost mais sensível às mudanças climáticas – e espera-se que aumentem nas regiões de tundra, disse Gaglioti. Verões mais quentes e mais secos tornam a vegetação mais combustível. As temperaturas mais altas também provocam mais tempestades e relâmpagos que podem provocar incêndios florestais.

Incêndios não são apenas liberados CO2 à medida que queimam; depois, o solo enegrecido absorve mais radiação solar e aquece ainda mais. E uma vez que o fogo remove a turfa e a vegetação que sombreia o solo, a paisagem pode se tornar muito bem drenada para regenerar a turfa.

Muitos cientistas estão preocupados que o degelo do permafrost possa ser um ponto crítico que desencadeia um ciclo irreversível: quando o permafrost libera seu carbono como CO2 o r metano, ele irá acelerar o aquecimento, o que irá precipitar mais degelo do permafrost, e assim por diante. Não haverá nada que os humanos possam fazer para impedi-lo.

As regiões onde o permafrost é congelado o ano todo já estão se deslocando para o norte; e em algumas áreas, a tundra agora congela mais tarde no outono, permitindo mais tempo para os micróbios decomporem a matéria orgânica e para as plantas respirarem.

Impactos do degelo do permafrost

Quando o gelo no derretimento do permafrost, o solo se torna instável e pode afundar, causando rochas e deslizamentos de terra, inundações e erosão costeira.

O solo desabou 280 pés de profundidade em algumas partes da Sibéria. A terra empenada pode danificar edifícios, estradas, linhas de energia e outras infraestruturas.

Também pode danificar ecossistemas naturais. Os lagos Thermokarst – depressões formadas quando o degelo do permafrost entrou em colapso e se encheram de água derretida – são importantes para a vida selvagem e fornecem água para as comunidades locais. Mas se o permafrost subjacente continuar a descongelar, lagos e pântanos podem drenar completamente, destruindo esses recursos biologicamente importantes.

À medida que os sedimentos de deslizamentos de terra inundam rios e lagos, eles afetam a vida das plantas na base da cadeia alimentar e potencialmente todas as criaturas que dependem dele. Mudanças na paisagem podem alterar os padrões de reprodução e migração do caribu. E com o aquecimento do Ártico, os castores estão se movendo para o norte. Suas represas inundam novas áreas, criando trechos pantanosos que permitem que mais água quente descongele ainda mais o permafrost.

O descongelamento do permafrost pode liberar mais do que emissões de carbono. Em 2016, um menino morreu e dezenas foram hospitalizados após contrair antraz na Península de Yamal, na Sibéria. Uma carcaça de rena infectada com antraz, que congelou 75 anos antes, ficou exposta quando o permafrost degelou.Os esporos do antraz entraram no solo e na água e, eventualmente, no suprimento de comida, infectando os humanos.

Pessoas e animais e suas doenças foram congelados no permafrost por centenas de anos, mas bactérias e vírus podem sobreviver no permafrost por centenas de milhares de anos – cientistas reviveram recentemente um vírus de 30.000 anos que infecta amebas. Doenças como a gripe espanhola, a varíola ou a peste que foram eliminadas podem ser congeladas no permafrost. À medida que o Ártico aquece, mais atividades, como a mineração de terras raras ou metais preciosos, podem nos colocar em contato com eles novamente.

Construir sobre o permafrost é problemático, não apenas porque o solo é instável, mas porque o calor dos próprios edifícios e canos pode aquecer o permafrost. As estruturas devem ser construídas sobre estacas de madeira ou com base em camadas de cascalho grossas. As tubulações de água e esgoto devem ser colocadas acima do solo. Algumas estradas de Betel e pistas de aeroportos são equipadas com tubos cheios de líquido que transferem o calor para longe do permafrost, e o hospital instalou máquinas que mantêm o solo constantemente refrigerado.

Em Inuvik, uma cidade no noroeste do Canadá, pesquisadores estão experimentando novas variedades de estacas para estabilizar edifícios, mas ainda não encontraram uma solução perfeita. Eles dizem que é difícil saber o que funcionará melhor porque ninguém no Ártico jamais experimentou a taxa de alteração do permafrost que está ocorrendo hoje.

Muitas perguntas permanecem

Embora as mais recentes O relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas reconheceu que o permafrost está esquentando, seus modelos climáticos não levaram em consideração essas emissões ao fazer as projeções climáticas.

Isso porque, em última análise, quanto o planeta aquece com o degelo do permafrost vai depender de quanto o carbono é liberado, com que rapidez e se está na forma de CO2 ou metano. Mas para obter uma compreensão mais completa desse fenômeno e poder fazer projeções climáticas mais precisas, os cientistas precisam ser capazes de avaliar melhor a vulnerabilidade do permafrost ao degelo e suas muitas consequências para o Ártico e o planeta.

“A pesquisa científica é muito importante para a compreensão”, disse Anderson. “Simplesmente não podemos prever com base no que já é conhecido, porque nunca tivemos o degelo do permafrost antes dessa forma. É apenas por meio de pesquisas científicas mais cuidadosas que podemos responder a essas perguntas. ”