30/08/2012 - Cambio climático. Se incrementa la liberación de carbono en el Ártico

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El incremento de temperaturas medias en el Ártico causa la descongelación del permafrost (suelo semi-permanentemente congelado) durante más tiempo en verano y a mayor profundidad, activando de esta forma los depósitos de carbono anteriormente protegidos por el hielo.

Dos tercios del carbono orgánico contenido en este suelo se escapa a la atmósfera directamente, sobre todo en forma de CO2, asegura el estudio publicado esta semana en la revista Nature.

Durante agosto y septiembre de 2008, científicos de la Universidad de Estocolmo en colaboración con participantes de Rusia, Suecia, Reino Unido y Estados Unidos, se embarcaron en una campaña oceanográfica extensiva (International Siberian Shelf Study, ISSS-08) para recoger y analizar muestras geoquímicas a lo largo de unos 8.400 km de la plataforma continental más grande del mundo (East Siberian Arctic Shelf, ESAS).

“La relevancia de este estudio radica en la envergadura de una campaña de muestreo y estudio in-situ sin precedentes por la extensión y la cantidad de muestras recogidas, cuyo análisis ha permitido revisar concepciones previas sobre la magnitud de flujos de carbono ártico con un papel clave en la interrelación con el clima”, explica la investigadora postdoctoral del IC3 Laura Sánchez-García, co-autora principal del artículo.

Como ha enfatizado Örjan Gustafsson, profesor de biogeoquímica en la Universidad de Estocolmo y  coautor del artículo, “es sumamente importante estudiar la interacción entre el calentamiento climático y las emisiones derivadas de los enormes depósitos de carbono contenidos en la costa y el permafrost submarino, así como en los hidratos submarinos de metano, para proyectar la trayectoria futura de gases de efecto invernadero en la atmósfera”.

Depósitos de carbono equivalentes a dos veces España

Sin embargo, estos depósitos, que cubren una superficie equivalente al doble de la de España, han sido escasamente estudiados hasta ahora, debido a la difícil accesibilidad de la región ártica. El análisis de centenares de muestras de sedimentos, permafrost, aire, agua y material particulado ha permitido conocer con más detalle la calidad y estado de conservación de distintas formas del carbono ártico.

Mediante el estudio de distintas herramientas moleculares e isotópicas, el grupo de científicos ha estimado la cantidad de carbono fósil que termina acumulándose en el fondo del Océano Ártico como consecuencia de la erosión y desestabilización térmica de las costas siberianas. En contra de lo que se pensaba anteriormente, la erosión del Yedoma (tipo de suelo ártico rico en hielo y carbono orgánico) aporta la mayor proporción de carbono orgánico acumulado en los sedimentos marinos, en comparación con fuentes marinas o fuentes terrestres de origen fluvial. Dos tercios de la cantidad total estimada de 44 Tg de carbono liberado se emitirán directamente a la atmósfera, mayoritariamente en forma de CO2.

Estos resultados se suman a los obtenidos anteriormente por este equipo de científicos sobre las emisiones de metano procedentes del extenso colapso del permafrost submarino en el Este de la ESAS. El presente estudio concluye que el progresivo colapso térmico del permafrost costero libera diez veces más carbono que el que se había estimado anteriormente, lo que finalmente puede acelerar el calentamiento climático en el Ártico. Aunque el ritmo actual de emisiones de carbono a lo largo de la costa noroeste siberiana no está afectando de forma sustancial los niveles de CO2 en la atmósfera global, este estudio demuestra que el proceso está firmemente en marcha.

Yedoma, un ecosistema ártico de estepa y tundra

La región costera del Ártico, donde se encuentra la mitad de los depósitos planetarios de carbono terrestre, está sufriendo un calentamiento dos veces superior al promedio global. A lo largo de los ~7000 km de línea de costa y plataforma continental del Ártico Siberiano se encuentran enormes depósitos de permafrost ricos en hielo y materia orgánica, denominado Yedoma por el origen ruso de la palabra.

El Yedoma, también llamado Ice Complex dentro del ámbito científico, es un complejo edáfico de ecosistemas árticos de estepa y tundra que está formado por suelos relictos, cuyos componentes orgánicos como el carbono han permanecido prácticamente inalterados desde su formación en la última Era Glacial.

Su antigüedad y alto contenido en hielo hacen de él un material muy frágil desde el punto de vista geoquímico, que provocan que el carbono orgánico que contiene resulte muy fácil de descomponer una vez que deja de estar protegido por el “escudo térmico” del hielo. El Yedoma costero es más vulnerable a la liberación de carbono que otros tipos de permafrost, ya que no solamente es objeto del colapso térmico vertical, sino que también se encuentra afectado por el efecto erosivo de las olas, las mareas y el viento costeros derivados del aumento del nivel del mar y el deshielo estacional.

El incremento medio de la temperatura global está amplificado en la región ártica, donde la cantidad de permafrost que se descongela cada verano es cada vez mayor. A su vez, este proceso de descongelación incrementa la transferencia del carbono orgánico desde formas inactivas (congeladas), a formas activas (descongeladas). Asimismo, el deshielo del océano provoca el aumento del nivel del mar y de esta manera intensifica el impacto de las olas y las mareas sobre el Yedoma costero.

Por otra parte, el derretimiento del hielo del complejo yedómico causa la desestabilización mecánica, y consiguientes subsidencia y colapso de estos depósitos terrestres, que en ambos casos deja expuesto los extensos depósitos de carbono yedómico. La intensidad con la que se producen los procesos de colapso térmico y erosión costera del Yedoma Siberiano queda vívidamente ilustrada en imágenes satélite de la zona, que demuestran la cantidad de material costero que se introduce en el océano a través de su erosión.

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Referencia bibliográfica:

J. E. Vonk, L. Sánchez-García, B. E. van Dongen, V. Alling, D. Kosmach, A. Charkin , I. P. Semiletov, O. V. Dudarev, N. Shakhova, P. Roos, T.I. Eglinton, A. Andersson y Ö. Gustafsson "Activation of old carbon by erosion of coastal and subsea permafrost in Arctic Siberia" Nature, DOI: 10.1038/nature11392

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