Cuando la tundra ártica congelada comienza a descongelarse alrededor de junio de cada año, la nieve se derrite y el suelo se ablanda, el suelo puede liberar una gran cantidad de gases de efecto invernadero, a saber, dióxido de carbono y metano. Poco se sabe sobre tales emisiones.
Ahora, los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. DOE, en colaboración con un equipo de otros científicos que toman mediciones tanto en el campo como en el laboratorio, han cuantificado la escala de tales emisiones y explicaron los mecanismos subyacentes paraEl fenómeno se basó en un pulso de primavera en el norte de Alaska que documentaron en 2014 que incluía CO 2 emisiones equivalentes al 46 por ciento del CO neto 2 que se absorbe en los meses de verano y las emisiones de metano que agregan un 6 por ciento a los flujos de verano. Además, las tendencias climáticas recientes pueden hacer que tales emisiones sean más frecuentes, concluyen los científicos.
"Podemos ver los efectos del cambio climático que ocurren más rápidamente en el Ártico que en cualquier otra parte del mundo", dijo el científico de Berkeley Lab, Naama Raz-Yaseef. "Así que necesitamos comprender los procesos que están ocurriendo y qué esperar"en el futuro. La cantidad de CO 2 y metano CH 4 en la atmósfera determina el efecto invernadero, por lo que necesitamos saber más sobre estas fuentes "
Su estudio fue publicado recientemente en la revista Cartas de investigación geofísica en un documento titulado, "CO grande 2 y CH 4 Emisiones de la tundra poligonal durante el deshielo de primavera en el norte de Alaska ". Raz-Yaseef, un ecohidrólogo, fue el autor principal. Los coautores fueron los investigadores de Berkeley Lab Margaret Torn, Yuxin Wu y Tim Kneafsey; Dave Billesbach de la Universidad de Nebraska; Anna Liljedahl y Vladimir Romanovsky, de la Universidad de Alaska; David Cook, del Laboratorio Nacional Argonne; y Stan Wullschleger, del Laboratorio Nacional Oak Ridge.
El estudio fue un proyecto del Experimento del Ecosistema de Próxima Generación del DOE NGEE-Arctic, que busca obtener una comprensión predictiva de la retroalimentación del ecosistema terrestre del Ártico al clima. El equipo utilizó dos torres de 4 metros de altura para recolectar lecturas de flujo de gas.Las torres están ubicadas a unos 5 km de distancia, cerca de Barrow, Alaska, la ciudad más septentrional de los EE. UU., Una torre operada por NGEE y la otra por la Instalación de Investigación Climática de Medición de Radiación Atmosférica ARM del DOE.
"Por lo general, solo medimos lo que sucede durante el verano", dijo Raz-Yaseef. "Suponemos que no sucede nada durante el invierno porque está congelado, por lo que no hay actividad biológica. Pero en 2014 medimos un gran flujo de carbono y metano emitido por eltierra, al comienzo del deshielo y el deshielo. Al principio no sabíamos si era real o un error de medición. Luego lo confirmamos con otra torre a 5 km la torre ARM, que midió un flujo muy similar deel mismo tamaño durante el mismo período "
Esa primavera midieron un total de tres pulsos, el más largo de cinco días. Estos hallazgos son importantes para comprender el balance de carbono de los ecosistemas en el Ártico. Hasta ahora, el Ártico se considera un sumidero de carbono, lo que significa que absorbe más CO 2 de lo que emite anualmente, gracias principalmente a la vegetación que crece en el verano. Los océanos y los bosques son sumideros de carbono mucho más grandes. "Dados nuestros hallazgos, el Ártico es un sumidero de carbono aún más pequeño de lo que pensábamos desde entonces.algunos años casi la mitad de la absorción de CO en verano 2 se compensa con estas emisiones de primavera ", dijo Raz-Yaseef.
Gases atrapados en la capa intermedia
¿Por qué el suelo libera gases? Los suelos de todas partes están llenos de microbios, y la actividad microbiana emite gases. Lo que hace que el Ártico sea diferente es la forma en que el suelo se congela. A medida que las temperaturas comienzan a caer a fines del otoño, el suelo se congela del permafrostarriba y desde la superficie hacia abajo. La capa activa en el medio queda atrapada en el medio.
"Durante aproximadamente un mes después de que la superficie se congele, la capa intermedia sigue activa", explicó Raz-Yaseef. "La temperatura sigue siendo de alrededor de 0 Celsius, por lo que la actividad microbiana continúa produciendo carbono y metano, peroestá atrapado debajo de la superficie del hielo. No se puede emitir, por lo que se almacena durante todo el invierno ".
Cuando la capa de hielo se descongela en primavera, los gases escapan a la atmósfera.
Los científicos confirmaron estas observaciones de varias maneras. Primero, midieron la temperatura del suelo cada 10 cm hacia abajo a través del permafrost 1.5 metros bajo tierra cada 5 minutos durante todo el año. Segundo, extrajeron grandes núcleos de suelo congelados que fueron transportados al laboratoriopara experimentos
"el científico de Berkeley Lab Yuxin Wu descongeló un núcleo bajo condiciones controladas, pero al igual que en la naturaleza", dijo Raz-Yaseef. "Justo cuando el hielo de la superficie se derritió en el laboratorio, midió un gran flujo de carbono y metano.Esto se forma a partir de gases atrapados en el suelo durante el invierno ".
Por separado, el científico de Berkeley Lab, Timothy Kneafsey, realizó tomografías computarizadas de cientos de núcleos congelados y encontró canales y bolsas ricas en gas cerca de la superficie, que los científicos postularon podrían servir como zonas de acumulación y vías para el flujo de gas.
los pulsos de primavera no son anuales, pero pueden volverse más frecuentes
De hecho, son estos canales y bolsillos los que permiten los pulsos de emisión, concluyen los científicos en su artículo. Los pulsos de resorte no se detectaron en 2013 o 2016, y 2015 no se pudo medir debido a un mal funcionamiento del equipo. Dado que no es un informe anualevento analizaron las condiciones bajo las cuales podrían ocurrir los pulsos.
"Es más probable que el proceso ocurra cuando hay eventos de lluvia sobre hielo", dijo Raz-Yaseef. "Cuando se descongela y se congela repetidamente, produce grietas en el suelo congelado, y a través de estas grietas se puede emitir el gas"
Durante los años más cálidos, los científicos esperan que los pulsos de primavera sean más frecuentes. "Esperamos que se acumule más gas debido a temporadas de otoño más largas y cálidas y eventos de pulso más frecuentes debido a más lluvia sobre hielo en la primavera".Raz-Yaseef dijo.
Una cosa es segura es que los científicos ahora saben que no deben ignorar las emisiones de gases a principios de la primavera. "Ahora levantaremos las torres mucho, mucho antes, en caso de que haya otro evento, nos aseguraremos de atraparlo", Dijo Raz-Yaseef." Es una de esas cosas, una vez que te das cuenta, abres los ojos y lo buscas ".
NGEE-Arctic cuenta con el apoyo de la Oficina de Ciencia del DOE. ARM es una instalación de usuario de la Oficina de Ciencia del DOE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Original escrito por Julie Chao. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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