Por qué el permafrost puede ser la gran amenaza del cambio climático en los próximos años

Fíjense en esta noticia «El almacén de semillas del Ártico sufre una inundación por el derretimiento del permafrost«. No, los constructores de Noruega no son de ACS. Es solamente un aviso de los grandes problemas del cambio global, y que está despertando a una bomba que llevaba miles de años en silencio, y cuyas consecuencias pueden ser dramáticas. Y no es sensacionalismo. Les presento al permafrost.

Perfil de suelo con una capa activa (superior) y una de permafrost (inferior). Vía Agriculture and Agri-Food Canada

¿Qué es el permafrost?

Normalmente un suelo en las zonas sobre las que se desarrolla el permafrost, se compone de una capa u horizonte superior conocido como «capa activa», que se deshiela y congela con las diferentes temporadas. Su superficie es variable, desde unos centrímetros hasta 4 metros de espesor y sobre las que se desarrolla la vida. Por debajo de la misma, aparece la capa de suelo congelado, el permafrost.

Por «permafrost» nos referimos a una capa u horizonte de suelo (en la clasificación de edafología de la WRB se conoce como un horizonte crítico), permanentemente congelado por dos o más años consecutivos, con agua insuficiente como para formar cristales de hielo fácilmente visibles; un espesor de 5 cm o más (hasta 1.5 km) y normalmente situada bajo esta capa activa que previamente indicamos. No es hielo, es suelo congelado (más información en Concepto de Permafrost y Suelos Helados. ¿Cual es la Diferencia?).

Perfil de suelo en una zona de permafrost. Vía Weather Undergound.

Este suelo congelado, puede ser extremadamente pobre, de arena y roca, o ser tremendamente rico en materia orgánica; tener agua congelada o apenas tener agua… simplemente están congelados (temperatura del suelo inferior a 0 grados centígrados) por dos o más años, normalmente cientos o miles de años.

Erosión costera en Alaska y capa de permafrost bajo un horizonte superficial («capa activa»). Fotografía de Brandt Meixell/USGS

Ocupa entre el 20-24% de la superficie de la Tierra (Alaska, Canadá y Rusia, principalmente); una superficie un poco menor que la ocupada por los desiertos en la superficie terrestre (un 25% y avanzando), pero donde puede existir perfectamente la vida, sobre la que se desarrolla la tundra, taiga o ser perfectamente habitable y explotable económicamente, como ocurre con buena parte de la población que habita en Siberia.

Distribución del Permafrost – Vía Global Terrestrial Network for Permafrost

¿Qué está ocurriendo con el permafrost?

Con el aumento de la temperatura, recordemos que 2015 y 2016 fueron los más cálidos de la historia, estos suelos que han permanecido cientos o miles de años en congelación, se están comenzando a descongelar. Obvio.Muy lentamente, pero de forma imparable y a un ritmo mayor de lo que se pensaba hasta ahora, unos 0.12ºC/año.

Esta cifra que a priori parece insignificante para la mayoría de las personas, supone un cambio muy brusco para algo que debería de estar en congelación permanente. Un ejemplo, un aumento global de la temperatura de unos 2ºC sobre los niveles pre-industriales, supondría la pérdida de un 40% de la superficie ocupada por el permafrost. Tal y como han resumido de forma excelente en I love Science, la subida de 1ºC de temperatura global supondría la pérdida de una superficie de permafrost, más o menos, como la superficie que ocupa la India.

Después de cientos o miles de años congelado, este suelo comienza a descongelarse y también a perder su estructura. Una de las múltiples funciones del suelo es la de dar soporte a la vida, y la pérdida de que su estructura acaba provocando que todo lo que hay sobre él (ej. construcciones como la del almacén de semillas) acaben colapsando, tumbándose y/o grandes inundaciones por el deshielo. Y esto afecta tanto a construcciones como a los propios bosques.

«Drunken trees» o árboles ebrios por la pérdida de estructura en un suelo de permafrost. Fotografía de Jon Ranson (NASA Science blog – Wikimedia)

El permafrost y las construcciones tradicionales. Foto Adam63

El permafrost se distribuye principalmente sobre Alaska, Canadá y Rusia; aunque también por los países nórdicos y el Himalaya, y el caso de Rusia es probablemente de los casos más singulares. Más del 63% del territorio ruso se asienta sobre zonas de permafrost, y las previsiones más pesimistas indican que para 2050 más del 75% que se de las construcciones que se asientan sobre él van a acabar por colapsar.

A) Distribución del permafrost en Rusia, B) Necesidades especiales de construcción en este tipo de zonas, C) Un edificio que comienza a colapsar.

Vía Shiklomanov et al. 2017. Geogr Rev, 107: 125 142.

Y este colapso de construcciones, acabará provocando grandes migraciones interiores y probablemente también tendrá como consencuencia la subida del precio de minerales (níquel por ejemplo), gas o petróleo.

En Siberia están situadas las ciudades de Norilsk (175.000 habitantes,) Yaktusk (270.000 habitantes) y Vorkuta (75.000 habitantes). Estas ciudades y buena parte de otras pequeñas ciudades siberianas, fueron construidas durante la URSS por presos políticos para la obtención de recursos minerales (carbón, gas, petróleo, níquel, cobre, diamantes…) y se asientan sobre el permafrost continuo.

Más del 63% del territorio ruso se asienta sobre zonas de permafrost, y las previsiones más pesimistas indican que para 2050 más del 75% que se de las construcciones que se asientan sobre él van a acabar por colapsar

Norilsk, la otrora «ciudad más contaminada del mundo» tiene una de las mayores reservas del mundo de cobre, paladio y níquel. Además, dispone de importantes recursos de gas, tal y como bien explicaba Ricardo Marquina en este corto documental sobre la industria del níquel de Norilsk. Además, explicaba cómo es la vida en estas latitudes y donde también indicaba que el permafrost comenzaba a vencer a la ciudad, y cómo la ciudad estaba tomando medidas contra él.

Además de la vida de los rusos, ¿por qué es importante el permafrost? Una enorme reserva de carbono…

El permafrost actúa como una enorme y gigantesca jaula de residuos de carbono, normalmente plantas y animales, que durante las glaciaciones y la congelación del terreno, se han ido descomponiendo.

Vídeo de una burbuja de metano en la Isla de Bely (Siberia). Vía RDRusia.

Se calcula que la cantidad de carbono retenido en el permafrost es más o menos el doble que el existente en la atmósfera. Mientras que el carbono ha permanecido «enjaulado» por el permafrost no ha existido problema. Ahora que se comienza a perder la capa de permafrost, la materia orgánica descompuesta se libera en forma de dióxido de carbono y metano, los dos principales gases de efecto invernadero.

Esto que parece de un mundo lejano es completamente real y ya está ocurriendo en la tundra de Alaska. Los suelos de Alaska están actuando como emisores de CO2 a la atmósfera (un incremento del 73% desde 1975) tal y como explicó hace unos días esta nota en Whashington Post, a partir de un paper recientemente publicado (Commane et al. 2017).

The study, based on aircraft measurements of carbon dioxide and methane and tower measurements from Barrow, Alaska, found that from 2012 through 2014, the state emitted the equivalent of 220 million tons of carbon dioxide gas into the atmosphere from biological sources (the figure excludes fossil fuel burning and wildfires). That s an amount comparable to all the emissions from the U.S. commercial sector in a single year.

The chief reason for the greater CO2 release was that as Alaska has warmed up, emissions from once frozen tundra in winter are increasing presumably because the ground is not refreezing as quickly.

Washington Post

Cráter en Siberia producido por la liberación de metano (de un 0.000179% se pasó a una concentración de 9.6% de metano en la zona del cráter) – Vía Nature

… y enfermedades

Además de retener a modo de jaula al carbono, también hace de «jaula» de enfermedades de los que eran portadores los animales que quedaron congelados y que al igual que los gases, también son liberados al medio.

El año pasado se produjo un brote de ántrax (Bacillus anthracis) en la Península de Yamal, al norte de Siberia y que provocó la muerte de un niño, más de 100 hospitalizados, la muerte de 2000 renos y el envío de brigadas de vacunación llegadas a la zona para inmunizar a más de 25000 renos.

El aumento de las temperaturas (temperaturas medias de unos 35ºC, unos 6ºC superiores a los habituales en esa época del año), favorecieron el año pasado la pérdida del permafrost. En este permafrost, había unos cadáveres de varios renos infectados por la bacteria en 1941, en plena guerra mundial. Las esporas del antrax permanecieron en letargo durante todo este tiempo (pueden permanecer más de 100 años), hasta que 75 años después, tuvo la oportunidad de volver a la vida… y es algo de lo que se lleva advirtiendo desde hace años (Thawing of permafrost may disturb historic cattle burial grounds in East Siberia)

Esta situación no es única ya que en los últimos años se han descrito diferentes cepas de virus de hasta 30.000 años de antiguedad, que permanecían congelados por el permafrost (más en Legendre et al. 2015). Y esto sí que puede ser un gran problema y con un efecto más inmediato que el del cambio climático. Si una de estas cepas víricas vuelve a la vida, hay infección y no la conocemos…

Más en Scientific American – As Earth Warms, the Diseases That May Lie within Permafrost Become a Bigger Worry

¡ Me has convencido!, ¿qué podemos hacer?

Respuesta corta: poco o nada.
Respuesta larga: reducir las emisiones de efecto invernadero, comenzar a tomar medidas en los países afectados para prepararse a las migraciones interiores… Sí, lo sé… es imposible o no está en nuestra mano.

En fin, espero que te detuvieras unos minutos en conocer un gran problema del que nos cansaremos de escuchar en los próximos años…

Nota:
He intentado explicar lo más sencillo posible qué es un permafrost, por qué es importante, bla bla bla. Hay veces que algunos conceptos de la edafología pueden ser un poco aburridos… Firmado, un edafólogo

Este resumen del Instituto Alfred Wegener sobre el permafrost es simplemente espectacular.

Más lecturas:

Climate Change News – Russia reports Anthrax scare as Arctic thaws
I Love Science – For Every 1ºC Of Warming, A Part Of The Permafrost The Size Of India Will Melt (Más en Chadburn et al. 2017)
Madrimasd – Concepto de Permafrost y Suelos Helados. ¿Cuál es la diferencia?
Magnet – El permafrost se está descongelando muy rápido. Otro problema más para el clima del planeta.
Nasa – ¿Es el permafrost del Ártico el «gigante dormido» del cambio climático?
NSIDC – Methane and Frozen Ground
Rusadas – Viviendo sobre el permafrost
The Guardian – Arctic stronghold of world s seeds flooded after permafrost melts.
The Guardian – Slow-motion wrecks: how thawing permafrost is destroying Arctic cities.
USGS – Sea Ice Decline and Permafrost Thaw Create Goose Habitat in Arctic Alaska.
Weather Underground – Permafrost
Washington Post – We all knew this was coming : Alaska s thawing soils are now pouring carbon dioxide into the air.
Chadburn et al. 2017 An observation-based constraint on permafrost loss as a function of global warming. Nature Climate Change 7, 340-344.
Christensen. 2014. Climate science: Understand Arctic methane variability. Nature 509, 279 281.
Commane et al. 2017. Carbon dioxide sources from Alaska driven by increasing early winter respiration from Arctic tundra. PNAS May 8, 2017.
Goudarzi S. 2016. As Earth Warms, the Diseases That May Lie within Permafrost Become a Bigger Worry. Scientific American.
Legendre et al. 2015. In-depth study of Mollivirus sibericum, a new 30,000-y-old giant virus infecting Acanthamoeba. PNAS 112: E5327-E5335.
Liljedahl et al. 2016. Pan-Arctic ice-wedge degradation in warming permafrost and its influence on tundra hydrology. Nature Geoscience 9, 312 318.
Moskvitch K. 2014. Mysterious Siberian crater attributed to methane. Nature.
Paoli J. 2015. 30,000-Year-Old Virus Found in Siberian Permafrost. Nature.
Revich BA, Podolnaya MA. 2011. Thawing of permafrost may disturb historic cattle burial grounds in East Siberia. Glob Health Action. 4: Article: 8482.
Shiklomanov et al. 2017. Climate Change and Stability of Urban Infrastructure in Russian Permafrost Regions: Prognostic Assessment based on GCM Climate Projections. Geogr Rev, 107: 125 142. doi:10.1111/gere.12214.

Este post es una republicación íntegra del artículo: Por qué el permafrost puede ser la gran amenaza del cambio climático en los próximos años, que fue publicado originalmente en Ciencias y Cosas por Andrés Rodríguez Seijo (Doctor en Ecosistemas Terrestres, Uso Sostenible e Implicaciones ambientales por la Universidade de Vigo)

Fotos | Brocken Inaglory