Por qué el deshielo del permafrost del Ártico puede acelerar el calentamiento global

En el área del Ártico se encuentra acumulada alrededor de un tercio de la cantidad de carbono orgánico del suelo a nivel global. Además de los bosques, una de las regiones que más contribuye al importante depósito del mineral se denomina permafrost. Grupos internacionales de investigadores que pertenecen a la Red de Carbono del Permafrost analizaron los efectos del calentamiento de estas zonas por el cambio climático en todo el mundo.

En los ecosistemas ocurren fenómenos naturales mediante los cuales el carbono presente en el planeta entra y sale de circulación en la atmósfera. Las plantas son las encargadas de absorber el mineral, mientras que los microorganismos que interfieren en los procesos de descomposición lo liberan en un mecanismo llamado “respiración” de los ecosistemas al consumir materia orgánica. De esta manera se logra un cierto balance entre las emisiones y la eliminación del carbono atmosférico. Las actividades humanas pueden desestabilizar este equilibrio al emitir gases de efecto invernadero que generan un aumento de temperaturas a nivel global, lo que tiene consecuencias en todos los ecosistemas.

Se trata de un tipo de suelo que permaneció congelado y cuyos componentes (roca, sedimentos y tierra) se mantienen unidos por hielo. Según un informe de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) “el material vegetal y animal congelado en el permafrost —conocido como carbono orgánico— no se descompone ni se pudre. Sin embargo, cuando el permafrost se descongela, los microbios comienzan a corromper el material y liberan a la atmósfera gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano”.

El deshielo surge a raíz del calentamiento de las áreas del polo norte debido al incremento de la temperatura media anual de la Tierra que, según expresan los expertos de la Northern Arizona University en un artículo, sucede de tres a cuatro veces más rápido que en otras zonas del planeta. Por ende, las altas cantidades de carbono orgánico presentes en el permafrost son progresivamente liberadas a la atmósfera. Hoy en día las emisiones no superan los efectos de las actividades industriales, pero los investigadores consideran que cerca del año 2100 estarán al mismo nivel, y que incluso acelerarán el cambio climático entre un 10 y un 20%.

En uno de los estudios que analizan los efectos de este fenómeno los investigadores recopilaron datos de flujo anual de dióxido de carbono durante más de dos décadas en 70 lugares con y sin presencia de permafrost, además de información de 181 ecosistemas en verano. Los resultados mostraron que el crecimiento de las plantas durante los meses más cálidos del año en zonas sin permafrost aportaban al almacenamiento de carbono adicional. Sin embargo, el deshielo genera consecuencias significativas que no pueden ser solventadas por la vegetación.

“Este análisis de las mediciones de campo a largo plazo nos ayuda a desarrollar una imagen más completa del ciclo del carbono en el Norte y de cómo está cambiando a medida que aumentan las temperaturas. Estamos viendo que las áreas de permafrost liberan más carbono en otoño y principios de invierno que antes, como consecuencia del aumento de las temperaturas y un deshielo más profundo durante el verano”, comentó Sue Natali, coautora del estudio y científica principal del Centro de Investigación Climática Woodwell.

Por otro lado, una reciente investigación reveló que en 28 sitios de ecosistemas de tundra controlados las condiciones de calentamiento simuladas causaron un aumento de 30% en la respiración del sistema. La temperatura durante los 56 experimentos se elevó 1,4 °C de la temperatura media anual del aire y 0,4 °C de la del suelo.

“La magnitud de los efectos del calentamiento en la respiración fue impulsada por la variación en los cambios inducidos por el calentamiento en las condiciones locales del suelo, es decir, cambios en la concentración total de nitrógeno y el pH y por la variación espacial dependiente del contexto en estas condiciones, en particular la concentración total de nitrógeno y la relación carbono:nitrógeno”, explicaron los expertos. Por ende, son múltiples los factores que determinan una mayor o menor liberación de carbono.

Además, notaron que las áreas de tundra más propensas a incrementar la respiración en respuesta al calor agregado fueron las que mostraban una mayor limitación de nitrógeno, y aquellas en las que el aumento de temperatura estimuló a las plantas y a los microbios a renovar sus nutrientes.

La colaboración internacional de los países que poseen tundras con permafrost en sus territorios es vital para la continuación de las investigaciones y la ampliación de las bases de datos existentes sobre la respiración de estos ecosistemas. Es por eso que en un artículo los científicos explican que, debido a la invasión de Rusia a Ucrania, 27 sitios rusos quedaron fuera de la red y no pueden ser utilizados. Esto representa una gran pérdida que va a poder ser subsanada parcialmente (alrededor de un 80%) a partir de la construcción de otros 27 sitios en América del Norte. Sin embargo, una gran cantidad de información no va a poder recuperarse ya que ciertos ecosistemas rusos no existen en otros países.

La investigación continua es necesaria para lograr una comprensión profunda del efecto de las temperaturas elevadas en el permafrost y, a su vez, de la influencia del carbono orgánico emitido por los ecosistemas en el cambio climático.

“Estos datos, recopilados a partir de experimentos realizados en toda la región, nos dan una idea de cómo actuará la región del Ártico para acelerar el cambio climático futuro a medida que el carbono almacenado en el permafrost se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono y metano, gases de efecto invernadero”, manifestó Ted Schuur, profesor de ciencias biológicas de la Northern Arizona University y coautor de los estudios.

Los datos resultantes de los numerosos análisis podrán ser añadidos a los modelos climáticos para brindar información completa sobre el estado del clima de la Tierra con el fin de generar políticas que permitan una reducción de los gases de efecto invernadero. Sin tener la contribución de la respiración del permafrost en cuenta, es posible que se subestimen los recortes de emisiones necesarios para desacelerar el calentamiento global.