EL PERMAFROST DE SIBERIA DESCOMPOSICIÓN Y EL CAMBIO CLIMÁTICO

Jeffrey Chanton y Katey Walter M.

LSE. UN.DP

Development & Transition

El permafrost es suelo que permanece por debajo de 0 grados centígrados durante al menos dos años consecutivos. En Siberia , más del 80 por ciento de los suelos son permafrost a profundidades de hasta 1,5 km. Estos suelos congelados profundamente secuestrar un reservorio de carbono orgánico rivalizando con todo el carbono en la atmósfera. Este permafrost viene en dos tipos principales. Una consiste en suelos de turba que se formó en los pantanos durante los últimos 10.000 años. Estos humedales dominados musgo constar de hasta 50 por ciento de carbono orgánico . El otro tipo de suelos permafrost , llamada ' yedoma ' , es un depósito de loess del Pleistoceno en edad ricos en materia orgánica con el contenido de hielo 50-90 por ciento por volumen . yedoma Siberia ocupa más de 1 millón de kilómetros cuadrados, y el oso contenidos de carbono de 2-5 por ciento - unas 10 veces mayor que el contenido de carbono de los suelos minerales no permafrost. Yedoma permafrost promedios de 25 metros de profundidad.

Esta secuestra Siberia congeladores grandes almacenes de carbono en el suelo enterrado. El embalse yedoma Se ha estimado que contienen 500 gigatoneladas de carbono, otros 400 gigatoneladas de carbono están enterrados en no yedoma permafrost siberiano , y unas 60 gigatoneladas residen en las turberas no congelada . En comparación, la cantidad de carbono en la atmósfera dióxido de carbono como es cerca de 730 gigatoneladas , habiendo aumentado desde 560 gigatoneladas en tiempos pre- industriales ( Zimov et al. 2006).
El problema es que el congelador ha desconectado. El Ártico se está calentando . El verano del Ártico cubierta de hielo marino se ha reducido un 20 por ciento de hace dos décadas , y el hielo restante es más delgada . Los industriales están contemplando la apertura de vías marítimas de Canadá sobre el territorio ártico. El cambio climático es mayor en las latitudes altas del planeta, y en Siberia no es una excepción , el calentamiento a un ritmo anual de 0,02 a 0,05 ° C en los últimos 40 años. A este ritmo , el aumento de la temperatura global en Siberia será 1-2 ° C para el año 2050 , la reubicación de la frontera sur de la zona de permafrost norte por 300 a 400 km. Existe considerable evidencia de que el permafrost ya ha comenzado a descongelarse.

Burbujas de metano a lo largo de las orillas de los lagos de Siberia termocarst con vigor suficiente para mantener abiertos los agujeros en el hielo , incluso en invierno. © Chanton

 

Yedoma permafrost se forma típicamente lagos cuando se descongela , ya que consiste en gran parte de las cuñas de hielo masivo y bloques con un puñado de tierra mezclada en la (Figura 1 , Walter et al. 2006). Dado que este permafrost se descongela muere en tamaño, ya que el hielo consume mucho más volumen que el agua. Este proceso de deshielo y los resultados de colapso en un paisaje picada de viruelas lago montado. Termocarst lagos son un tipo de lago dominante en zona de permafrost de Siberia . Tanto por su número y su extensión aérea han crecido significativamente en las últimas décadas. Utilizando imágenes satelitales, Walter et al. (2006) reportaron un aumento del 14 por ciento de la superficie del lago para un área de estudio , cerca de 12.000 km2 Cherskii , Rusia. Smith et al. (2005) reportaron un incremento del 12 por ciento de la superficie del lago en las zonas de permafrost continuo en Siberia occidental durante el mismo período de tiempo . El crecimiento de los lagos termocarst en Siberia ha producido un aumento estimado del 58 por ciento las emisiones de metano lago en los últimos 30 años ( Walter et al. 2006).

Una vez formada la laca y la expansión, los suelos ricos en materia orgánica descongelado se hunden hasta el fondo de los lagos y se acumulan como sedimentos . Ahora, como el pollo a la izquierda del congelador en la cocina , estos suelos empiezan a pudrirse , liberando grandes cantidades de gas metano. A diferencia de dióxido de carbono ( un segundo producto principal de esta descomposición) , el metano es sólo ligeramente soluble en agua. Cuando se produce a un ritmo rápido , el metano llega a la superficie y forma burbujas que se observan cuando el piragüismo en las aguas tranquilas de los lagos o ríos , especialmente cuando los sedimentos son provocado por una pala. Las burbujas de gas puede constar de hasta un 90 por ciento de metano .

A lo largo de los márgenes de los lagos termocarst , metano brota libremente. En algunos lugares ( "hotspots" ) , el borboteo de la permafrost en descomposición es suficiente para evitar que la superficie del lago de la congelación , incluso en invierno (Figura 2). Hotspots son visibles como ' agujero negro ' en el hielo del lago congelado y se puede ver en los reconocimientos aéreos . La mitad de los 60 lagos estudiados termocarst por Walter et al. (2006) expuso la erosión termocarst modesto con suave pendiente bancos, vegetación estable a lo largo de los bordes y puntos de acceso distribuidos en un extremo ancho de 15 metros a lo largo del margen de deshielo. La otra mitad de los lagos presentan erosión termocarst más activa con orillas escarpadas , expuesta de hielo, y más de 30 metros de ancho de los cinturones de hotspot agujero negro.

Este permafrost en descomposición libera unos 4 teragramos de metano a la atmósfera cada año (Walter et al. 2006) , aumentando la estimación actual de las emisiones de metano de los humedales del norte hasta en un 63 por ciento. Esto tiene consecuencias muy graves, como el metano es un gas invernadero 23 veces más potente que el dióxido de carbono sobre una base molecular . Se ha estimado recientemente que alrededor del 50 gigatoneladas de metano -10 veces la cantidad actual de metano en la atmósfera , podrían ser liberados por este mecanismo lago burbujeante si todo el complejo de Siberia yedoma de hielo se derritiera (Walter et al. 2007b ) . El metano liberado por el deshielo del permafrost crea un bucle de retroalimentación positiva . El metano añadido a la atmósfera resulta en el calentamiento climático adicional, que produce la descomposición del permafrost adicionales , más emisiones de metano , y aún más el calentamiento . Cuando este ciclo se termina?

Permafrost y acertijos política

Un método para estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero es a través de un sistema de topes y comercio que los países están acreditados para secuestrar carbono y acusado de emitirla . Rusia tiene las mayores del mundo los bosques en pie , un 22 por ciento del total del mundo ( Filipovich y Sekhpossian , 2002). Rusia también tiene el potencial de almacenar grandes cantidades de carbono en los bosques recién plantados. Pero si Rusia quiere ser acreditado por este sumidero de carbono forestal , deben también ser acoplado para el metano emitido a través de la degradación del permafrost ? ¿En qué medida es el dióxido de carbono emitido en China o los Estados Unidos responsables de la fusión del permafrost de Rusia ? 

En la tundra siberiana grandes bloques de hielo mezclado con la forma del suelo " yedoma , "aquí se muestra el colapso . © Chanton

 

El problema no se limita a Rusia: las turberas del norte de Escandinavia , Canadá y los Estados Unidos también contienen grandes reservas de carbono en el suelo , tanto en el permafrost y entornos no permafrost. el calentamiento climático amenaza con liberar el carbono secuestrado y turberas . Un mecanismo similar de transporte burbuja ha sido recientemente demostrado ser importante en la liberación de metano de la descomposición de las turberas de Minnesota (Glaser et al. 2004). A nivel mundial, de alta latitud norte depósitos de carbono del suelo representan una enorme cantidad de carbono orgánico secuestrado. Estas tiendas son vulnerables a la movilización en la cara del calentamiento climático. Su destino se convertirá en un tema de creciente importancia tanto en los modelos de cambio climático y en los acuerdos de límites máximos y comercio para los gases de efecto invernadero.

Chanton Jeffrey es el profesor John Winchester Widmer de Oceanografía en la Universidad Estatal de Florida. Katey Walter M. es Profesor Asistente de Lagos del Norte en el Instituto de Ingeniería del Norte y el Centro Internacional de Investigación del Ártico de la Universidad de Alaska Fairbanks .

Referencias:

Filipovich , K. y N. Sekhpossian . " Aprovechando el secuestro de los bosques de Rusia '
Documento de debate 2002-11 , la Escuela de Gobierno Kennedy de la Universidad de Harvard , Centro Belfer Programas o Proyectos :
http://belfercenter.ksg.harvard.edu/publication/2909/capitalizing_on_russias_forest_sequestration.html.

Glaser, Chanton PH JP, NO Rosenberry Morin , PJ , DI Siegel , O. Ruud , AS Reeve, L. Chasar . (2004) " Las deformaciones de superficie como indicadores de flujos Ebullición profundo en una turberas del Norte Grande " , Mundial Biogeochem. Ciclos de 18 años, GB100310.1029/2003GB002069 .

Smith , L.C. Sheng Y., G.M. MacDonald, L.D. Hinzman . (2005). " La desaparición de los lagos del Ártico . Ciencia.  308, 1429. 

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Zimov , SA , EAG Schuur , y FS Chapin III (2006) " El permafrost y el presupuesto global del carbón . Ciencia  312, 1612-1613.