Historia enterrada en el permafrost: las otras veces que el hielo permanente se ha derretido



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Casi una cuarta parte de la tierra en el hemisferio norte, que asciende a poco más de 23 millones de kilómetros cuadrados, está cubierta por permafrost– Suelos, sedimentos y rocas que se congelan durante años. Se pueden encontrar vastas extensiones de permafrost en Alaska, Siberia y el Ártico canadiense, donde las temperaturas heladas persistentes han mantenido la carbón, en forma de trozos de plantas y animales en descomposición, encerrados en el suelo.

Los científicos estiman que más de 1.400 gigatoneladas de carbono están atrapadas en el permafrost de la tierra. A medida que aumentan las temperaturas globales y se derrite el permafrost, este depósito congelado podría filtrarse a la atmósfera en forma de dióxido de carbono y metano, amplificando significativamente el cambio climático. Sin embargo, se sabe poco sobre la estabilidad del permafrost, no solo hoy, sino también en el pasado.

Ahora, los geólogos del MIT junto con los del Boston College están llevando a cabo una investigación en la que han reconstruido la historia del permafrost durante los últimos 1,5 millones de años. Los autores del estudio recién publicado en la revista ‘
Avances en la ciencia
‘analizó depósitos de cuevas en lugares en el oeste de Canadá y encontró evidencia de que lo hace en el medio En 1,5 millones y 400.000 años, el permafrost estuvo sujeto a deshielo.incluso en las altas latitudes del Ártico ya temperaturas no mucho más cálidas que las actuales. Desde entonces, sin embargo, el derretimiento del permafrost se ha limitado a las regiones subárticas y se ha «estabilizado». Los hallazgos sugieren que el permafrost del planeta ha cambiado a un estado más «perenne» durante los últimos 400.000 años y ha sido menos susceptible a derretirse desde entonces.

Pero este fenómeno tiene una consecuencia: en este estado más estable, el permafrost probablemente ha podido retener gran parte del carbono acumulado durante este período, teniendo pocas posibilidades de liberarlo gradualmente, que en un contexto de El calentamiento global como el actual puede ser un gran problema. “La estabilidad de los últimos 400.000 años puede funcionar en nuestra contra, ya que permitió que el carbono se acumulara constantemente en el permafrost durante este tiempo. La fusión ahora podría generar emisiones de carbono a la atmósfera sustancialmente más altas que en el pasado ”, explica el coautor. David mcgee, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Tierra, la Atmósfera y los Planetas del MIT.

Calentamiento acumulado

Los episodios de calentamiento global en el pasado han ocurrido en períodos interglaciares o períodos entre edades de hielo globales. Estas ventanas «cortas» (hablando geológicamente) pueden calentar el permafrost lo suficiente como para descongelarlo. Los signos del antiguo deshielo del permafrost se pueden ver en el estalagmitas y otros depósitos minerales que quedan a medida que el agua se mueve a través del suelo y entra en las cuevas. Estas cuevas, particularmente en las altas latitudes del Ártico, son a menudo remotas y de difícil acceso y, como resultado, se sabe poco sobre la historia del permafrost y su estabilidad pasada en climas cálidos.

Sin embargo, en 2013, investigadores de la Universidad de Oxford pudieron tomar muestras de depósitos de cuevas de algunos lugares de Siberia; su análisis sugirió que el deshielo del permafrost se extendió por toda Siberia antes de hace 400.000 años. Desde entonces, los resultados han mostrado una tasa de descongelación muy lenta del permafrost. Los autores cuestionaron si la tendencia hacia un permafrost más estable era global y buscaron realizar estudios similares en Canadá para reconstruir la historia del permafrost allí. Por lo tanto, tomaron muestras de las Montañas Rocosas del sur de Canadá, el Parque Nacional Nahanni en los Territorios del Noroeste y el norte de Yukón.

En total, el equipo obtuvo 74 muestras de espeleotemas, porciones de estalagmitas, estalactitas y piedras, de al menos cinco cuevas en cada región, que representan diversas profundidades, geometrías e historias glaciales. Cada cueva muestreada estaba ubicada en laderas expuestas que probablemente fueron las primeras partes del paisaje de permafrost en derretirse con el calentamiento.

Las muestras se enviaron al MIT, donde McGee y su equipo utilizaron técnicas de geocronología precisas para determinar la edad de los estratos en cada muestra, cada una reflejando un período de deshielo del permafrost. «Cada cueva se ha depositado a lo largo del tiempo como conos de carretera apilados», dice McGee. Comenzamos con las capas más externas y más jóvenes hasta la fecha, la última vez que se descongeló el permafrost. »

Cambio ártico

McGee y sus colegas utilizaron geocronología de uranio / torio hasta la fecha las capas de cada espeleotema. La técnica de datación se basa en el proceso de descomposición natural del uranio en su isótopo «hijo», el torio 230y en el hecho de que el uranio es soluble en agua, mientras que el torio no lo es. «En las rocas sobre la cueva, a medida que las aguas penetran, acumulan uranio y dejan el torio», explica McGee. “Una vez que el agua llega a la superficie de la estalagmita y se precipita en el tiempo cero, hay uranio y no torio. Luego, gradualmente, el uranio se descompone y produce torio. ‘

El equipo extrajo pequeñas cantidades de cada muestra y las disolvió mediante varios pasos químicos para aislar uranio y torio. Luego analizaron los dos elementos a través de un espectrómetro de masas para medir sus cantidades, cuya proporción usaron para calcular la edad de una capa determinada. A partir de su análisis, los investigadores observaron que las muestras recolectadas del Yukón y los sitios más al norte tenían muestras que tenían no menos de 400,000 años, lo que sugiere que Desde entonces, el deshielo del permafrost no ha ocurrido en estos sitios..

«Puede que haya ocurrido un deshielo poco profundo, pero en términos de derretir toda la roca sobre la cueva, no ha sucedido en los últimos 400.000 años, y antes era mucho más común», dice McGee.

Los resultados sugieren que el permafrost de la Tierra era mucho menos estable antes de hace 400.000 años y era más propenso a descongelarse, incluso durante los períodos interglaciares, cuando los niveles de dióxido de carbono y temperatura atmosférica estaban a la par con los niveles modernos, como l otro estudio sobre el permafrost siberiano. «Ver esta evidencia de un Ártico mucho menos estable antes de hace 400.000 años sugiere que incluso en condiciones similares, el Ártico podría ser un lugar muy diferente», concluye McGee. Suscita preguntas sobre qué causó que el Ártico cambiara en esta condición más estable y qué mecanismos podrían hacer que cambie nuevamente.

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