Permafrost Carbon Feedback

Sinopsis

Los suelos permafrost almacenan carbono orgánico acumulado durante largos períodos porque las condiciones frías y congeladas descomposición lenta. El calentamiento profundiza la capa activa deslumbrada estacionalmente y puede desencadenar colapso terrestre, erosión, incendio salvaje y formación abrupta de lagos. Una vez que el material previamente congelado se pone biológicamente disponible, los microbios convierten parte de él en dióxido de carbono o metano, reforzando el calentamiento climático.

Fundaciones técnicas

Permafrost es tierra que permanece a o debajo de cero grados Celsius por lo menos dos años consecutivos, pero el estado térmico depende del aislamiento de nieve, vegetación y propiedades del suelo. Hierves de hielo y hielo de poro pueden ocupar gran volumen; fundir causa la subsidencia y altera el drenaje. La materia orgánica va desde las recientes entradas superficiales hasta los depósitos de Pleistoceno profundamente enterrados. La tasa de descomposición sigue la temperatura, la calidad del sustrato y el oxígeno. Los metanogenos operan bajo condiciones anoxicas, mientras que la oxidación del metano en el suelo y el agua consume parte del gas producido antes de la liberación atmosférica.

Cómo funciona

El calor se mueve a través de la nieve, la vegetación, el suelo y el suelo ricos en hielo, mientras que la hidrología controla la disponibilidad y el transporte de oxígeno. La descomposición aeróbica favorece el dióxido de carbono; las condiciones anoxicas acuáticas pueden producir metano. Cámaras de campo, torres de covariancia de eddy, agujeros de presión, teleobservación y mediciones de radiocarbono cuantifican los flujos y la edad de carbono. Modelos de tierra pareja de deshielo, vegetación, fuego y kinetics microbiano para estimar la retroalimentación regional.

Métodos de medición e investigación

Registros de temperatura de agujeros, rejillas de capa activas y deslumbramiento de la geofísica eléctrica o sísmica. La covariancia de Eddy integra el intercambio de ecosistemas netos a través de una huella, las cámaras resuelven pequeños parches y el radiocarbono distingue el carbono antiguo de la respiración de plantas contemporáneas. Aviones y satélites mapean termokarst, cicatrices de incendio y puntos calientes de metano, pero requieren validación terrestre. Las incubaciones parametizan la respuesta microbiana, mientras que los modelos de tierra representan capas de suelo, hidrología y nieve. El escalado debe preservar las fracciones paisajísticas porque los humedales, las pendientes drenadas y las costas erosionadas tienen flujos fundamentalmente diferentes.

Principales ideas

• La liberación de carbono permafrost es una retroalimentación gradual y heterogénea, no un solo pulso global instantáneo.
• El metano tiene una fuerte influencia de calentamiento a corto plazo, mientras que el dióxido de carbono persiste a través de diferentes escalas de tiempo del ciclo de carbono.
• Hielo, drenaje y perturbación determinan si el calentamiento produce descomposición seca o termocarst húmedo.

Frontera de investigación actual

La frontera de investigación añade desvío abrupto, incendios forestales y transporte lateral de carbono a los modelos del sistema terrestre que enfatizaron históricamente la profundización gradual de capas activas. Los cambios en la nieve y el arbusto pueden o bien suelo cálido o fresco estacionalmente. Las emisiones de metano de los lagos dependen de la ebullición que puede perder el muestreo. Las principales incertidumbres incluyen la accesibilidad profunda del carbono, la productividad de las plantas después de la sierra y la hidrología regional. Las redes de observación necesitan mediciones de invierno porque las emisiones de temporada fría no son cero. La retroalimentación de permafrost no elimina a la agencia humana: cada aumento evitado del calentamiento reduce el carbono expuesto, aunque algunos tiempos de descongelación comprometidos y de recuperación prolongada hacen que la respuesta sea parcialmente irreversible en los plazos de política.

¿Por qué importa?

Incluido el permafrost mejora las estimaciones presupuestarias restantes y orienta la infraestructura septentrional y la planificación de los ecosistemas. Las observaciones también revelan dónde el deshielo abrupto crea impactos que pueden perderse los modelos globales gruesos.

Límites y preguntas abiertas

Los inventarios de carbono y los procesos de suelo profundo siguen siendo inciertos en vastas regiones inaccesibles. El crecimiento de la vegetación puede compensar algunas pérdidas pero no uniformemente, y los modelos difieren en la hidrología y el deshielo abrupto. La adaptación local reduce los daños, pero sólo las reducciones amplias de las emisiones limitan el calentamiento que impulsa la retroalimentación.