La historia enterrada en permafrost: las otras veces que el hielo permanente se derritió

By 28/04/2021 Portal

Casi una cuarta parte de la tierra en el hemisferio norte, que asciende a algo m√°s de 23 millones de kil√≥metros cuadrados, est√° cubierta de permafrost: suelo, sedimentos y rocas que se congelan durante a√Īos. Se pueden encontrar vastas extensiones de permafrost en Alaska, Siberia y el √Ārtico canadiense, donde las temperaturas de congelaci√≥n persistentes han mantenido el carbono, en forma de trozos de plantas y animales en descomposici√≥n, encerrado 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 las temperaturas globales suben y el permafrost se derrite, este depósito congelado podría escapar 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 ge√≥logos del MIT junto con los del Boston College lideran una investigaci√≥n en la que han reconstruido la historia del permafrost durante los √ļltimos 1,5 millones de a√Īos. Los autores del estudio que se acaba de publicar en la revista ‘Science Advances’, analizaron dep√≥sitos de cuevas en lugares del oeste de Canad√° y encontraron pruebas de que hace entre 1,5 millones y 400.000 a√Īos el permafrost era propenso a descongelarse, incluso en las latitudes altas del √Ārtico y a temperaturas no mucho m√°s c√°lidas que las de la actualidad. Desde entonces, sin embargo, el deshielo del permafrost se ha limitado a las regiones sub√°rticas, quedando ‘estabilizado’. Los resultados sugieren que el permafrost del planeta cambi√≥ a un estado m√°s ‘perenne’ en los √ļltimos 400.000 a√Īos y ha sido menos susceptible a fundirse desde entonces.

Pero este fen√≥meno tiene una consecuencia: en este estado m√°s estable, el permafrost probablemente ha sido capaz de retener gran parte del carbono que ha acumulado durante este tiempo, teniendo pocas oportunidades de liberarlo gradualmente, lo que en un contexto de calentamiento global como el actual puede suponer un gran problema. ¬ęLa estabilidad de los √ļltimos 400.000 a√Īos puede funcionar en nuestra contra, ya que ha permitido que el carbono se acumule de manera constante en el permafrost durante este tiempo. La fusi√≥n ahora podr√≠a conducir a liberaciones de carbono a la atm√≥sfera sustancialmente mayores que en el pasado¬Ľ, explica el coautor David McGee, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosf√©ricas y Planetarias del MIT.

Calentamiento acumulado
Los episodios de calentamiento terrestre en el pasado ocurrieron en per√≠odos interglaciares o per√≠odos entre las edades de hielo globales. Estas ventanas ‘breves’ (geol√≥gicamente hablando) pueden calentar el permafrost lo suficiente como para que se descongele. Los signos del antiguo deshielo del permafrost se pueden observar en las estalagmitas y otros dep√≥sitos minerales que permanecen a medida que el agua se mueve a trav√©s del suelo y entra en las cuevas. Estas cuevas, particularmente en las latitudes altas del √Ārtico, son a menudo remotas y de dif√≠cil acceso y, como resultado, se sabe poco sobre la historia del permafrost y su estabilidad pasada en climas c√°lidos.

Sin embargo, en 2013, los investigadores de la Universidad de Oxford pudieron tomar muestras de dep√≥sitos de cuevas de algunos lugares en Siberia; su an√°lisis sugiri√≥ que el deshielo del permafrost estaba generalizado en toda Siberia antes de hace 400.000 a√Īos. Desde entonces, los resultados mostraron un rango muy reducido de deshielo del permafrost. Los autores se preguntaron si la tendencia hacia un permafrost m√°s estable era global, y buscaron realizar estudios similares en Canad√° para reconstruir la historia del permafrost en esos lugares. As√≠, tomaron muestras de las Monta√Īas Rocosas del sur de Canad√°, el Parque Nacional Nahanni en los Territorios del Noroeste y el norte de Yuk√≥n.

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 varias profundidades, geometrías e historias glaciales. Cada cueva muestreada estaba ubicada en laderas expuestas que probablemente fueron las primeras partes del paisaje de permafrost en descongelarse con el calentamiento.

Las muestras se enviaron al MIT, donde McGee y su equipo utilizaron precisas t√©cnicas de geocronolog√≠a para determinar las edades de las capas de cada muestra, cada capa reflejando un per√≠odo de deshielo del permafrost. ¬ęCada espeleotema se deposit√≥ a lo largo del tiempo como conos de tr√°fico apilados -dice McGee-. Comenzamos con las capas m√°s externas y m√°s j√≥venes hasta la fecha, el momento m√°s reciente en que se descongel√≥ el permafrost¬Ľ.

Cambio √°rtico
McGee y sus colegas utilizaron t√©cnicas de geocronolog√≠a de uranio/torio para fechar las capas de cada espeleotema. La t√©cnica de dataci√≥n se basa en el proceso de desintegraci√≥n natural del uranio a su is√≥topo ‘hijo’, el torio 230, y en el hecho de que el uranio es soluble en agua, mientras que el torio no lo es. ¬ęEn las rocas sobre la cueva, a medida que las aguas se filtran, acumulan uranio y dejan torio¬Ľ, explica McGee. ¬ęUna vez que el agua llega a la superficie de la estalagmita y se precipita en el tiempo cero, hay uranio y nada de torio. Luego, gradualmente, el uranio se descompone y produce torio¬Ľ.

El equipo extrajo peque√Īas cantidades de cada muestra y las disolvi√≥ mediante varios pasos qu√≠micos para aislar uranio y torio. Luego, pasaron los dos elementos a trav√©s de un espectr√≥metro de masas para medir sus cantidades, cuya proporci√≥n usaron para calcular la edad de una capa determinada. A partir de su an√°lisis, los investigadores observaron que las muestras recolectadas del Yuk√≥n y los sitios m√°s alejados del norte ten√≠an muestras de no menos de 400.000 a√Īos, lo que sugiere que el deshielo del permafrost no ha ocurrido en esos sitios desde entonces.

¬ęPuede haber habido un deshielo poco profundo, pero en t√©rminos de que toda la roca sobre la cueva se haya derretido, eso no ha ocurrido durante los √ļltimos 400.000 a√Īos, y era mucho m√°s com√ļn antes de eso¬Ľ, dice McGee.

Los resultados sugieren que el permafrost de la Tierra era mucho menos estable antes de hace 400.000 a√Īos y era m√°s propenso a descongelarse, incluso durante los per√≠odos interglaciares, cuando los niveles de temperatura y di√≥xido de carbono atmosf√©rico estaban a la par con los niveles modernos, como demostr√≥ el otro estudio referido al permafrost siberiano. ¬ęVer estas pruebas de un √Ārtico mucho menos estable antes de hace 400.000 a√Īos, sugiere que incluso en condiciones similares, el √Ārtico puede ser un lugar muy diferente – concluye McGee-. Me plantea preguntas sobre qu√© caus√≥ que el √Ārtico cambiara a esta condici√≥n m√°s estable, y qu√© mecanismos pueden hacer que vuelva a modificarse¬Ľ.