Un gigante climático aletargado: el permafrost submarino sigue despertando después de 12.000 años

permafrost en la costa de la península de Bykovsky

El permafrost submarino ya está liberando cantidades sustanciales de gases de efecto invernadero

En el extremo norte, el creciente Océano Ártico inundó vastas franjas de tundra costera y ecosistemas esteparios. Aunque el agua del océano estaba solo unos pocos grados por encima del punto de congelación, comenzó a descongelar el permafrost de debajo, exponiendo miles de millones de toneladas de materia orgánica a la degradación microbiana. La materia orgánica en descomposición comenzó a producir CO2 y CH4, dos de los gases de efecto invernadero más importantes.

Aunque los investigadores han estado estudiando la degradación del permafrost submarino durante décadas, la dificultad para recopilar mediciones y compartir datos entre divisiones internacionales y disciplinarias ha impedido una estimación general de la cantidad de carbono y la tasa de liberación.

Un nuevo estudio, dirigido por la candidata a postdoctorado Sara Sayedi y el investigador principal Dr. Ben Abbott de la Universidad Brigham Young (BYU), arroja luz sobre la retroalimentación climática del permafrost submarino, generando las primeras estimaciones de las existencias de carbono circumarctico, la liberación de gases de efecto invernadero y la posible respuesta futura de la zona del permafrost submarino.

Sayedi y un equipo internacional de 25 investigadores de permafrost trabajaron bajo la coordinación de Permafrost Carbon Network (PCN), que cuenta con el apoyo de la U.S. National Science Foundation de Estados Unidos. Los investigadores combinaron los hallazgos de estudios publicados y no publicados para estimar el tamaño de las reservas de carbono submarinas pasadas y presentes y la cantidad de gases de efecto invernadero que podría producir durante los próximos tres siglos.

ecosistemas de permafrost

Imagen: Diagrama artístico de los ecosistemas de permafrost submarino y costero, enfatizando la producción y liberación de gases de efecto invernadero. Crédito: Obra de arte original creada para este estudio por Victor Oleg Leshyk en la Universidad del Norte de Arizona.

Usando una metodología llamada evaluación experta, que combina múltiples valores plausibles independientes, los investigadores estimaron que la región submarina del permafrost atrapa actualmente 60 mil millones de toneladas de metano y contiene 560 mil millones de toneladas de carbono orgánico en sedimentos y suelo. Como referencia, los humanos han liberado un total de aproximadamente 500 mil millones de toneladas de carbono a la atmósfera desde la Revolución Industrial. Esto hace que la reserva de carbono del permafrost submarino sea una potencial retroalimentación gigante del ecosistema al cambio climático.

"El permafrost submarino es realmente único porque todavía está respondiendo a una transición climática dramática de hace más de diez mil años", dijo Sayedi. "De alguna manera, puede darnos una idea de la posible respuesta del permafrost que se está descongelando hoy debido a la actividad humana".

Las estimaciones del equipo de Sayedi sugieren que el permafrost submarino ya está liberando cantidades sustanciales de gases de efecto invernadero. Sin embargo, esta liberación se debe principalmente al antiguo cambio climático más que a la actividad humana actual. Calculan que el permafrost submarino libera cada año aproximadamente 140 millones de toneladas de CO2 y 5,3 millones de toneladas de CH4 a la atmósfera. Esto es similar en magnitud a la huella global de gases de efecto invernadero de España.

erosión en la costa Bykovsky

Imagen: La costa de la península de Bykovsky en el centro del mar de Laptev, Siberia, se retira durante el verano, cuando los bloques de permafrost ricos en hielo caen a la playa y son erosionados por las olas. Crédito: 2017, P. Overduin

Los investigadores encontraron que si continúa el cambio climático causado por el hombre, la liberación de CH4 y CO2 del permafrost submarino podría aumentar sustancialmente. Sin embargo, se espera que esta respuesta ocurra durante los próximos tres siglos y no de manera abrupta. Los investigadores estimaron que la cantidad de futuras emisiones de gases de efecto invernadero del permafrost submarino depende directamente de las futuras emisiones humanas. Descubrieron que en un escenario con las emisiones actuales, el calentamiento del permafrost submarino libera cuatro veces más CO2 y CH4 adicionales en comparación con cuando las emisiones humanas se reducen para mantener el calentamiento a menos de 2°C.

"Estos resultados son importantes porque indican una retroalimentación climática sustancial pero lenta", explicó Sayedi. "Alguna cobertura de esta región ha sugerido que las emisiones humanas podrían desencadenar una liberación catastrófica de hidratos de metano, pero nuestro estudio sugiere un aumento gradual durante muchas décadas".

Incluso si esta retroalimentación climática es relativamente gradual, los investigadores señalan que el permafrost submarino no está incluido en ningún acuerdo climático actual ni en los objetivos de gases de efecto invernadero. Sayedi enfatizó que todavía existe una gran cantidad de incertidumbre sobre el permafrost submarino y que se necesita investigación adicional.

"En comparación con lo importante que podría ser el permafrost submarino para el clima futuro, sabemos sorprendentemente poco sobre este ecosistema", dijo Sayedi. "Necesitamos más muestras de sedimento y suelo, así como una mejor red de monitoreo para detectar cuándo la liberación de gases de efecto invernadero responde al calentamiento actual y qué tan rápido este grupo gigante de carbono se despertará de su helado letargo".

El estudio fue publicado en la revista Environmental Research Letters: Subsea permafrost carbon stocks and climate change sensitivity estimated by expert assessment

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