¿Es un gigante dormido el clima revolviendose en el Ártico?

Zonas de permafrost ocupan casi un cuarto de la superficie expuesta del hemisferio norte. Nasa, Carbón  en el Ártico embalses vulnerables. El experimento es sondear profundamente en las tierras congeladas por encima del círculo polar ártico en Alaska para medir las emisiones de gases de efecto invernadero dióxido de carbono y metano del permafrost - señales que pueden mantener en una tecla al clima de la Tierra futura. Créditos Fotográficos: Hugo Ahlenius, PNUMA/GRID-Arendal

 

10 De junio de 2013

Al volar bajo y lento sobre el terreno salvaje, Virgen de la cuesta del norte de Alaska en un avión especialmente instrumentado de la NASA, el investigador Charles Miller del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, encuesta la blancura infinita de la tundra y el permafrost congelado a continuación. En el horizonte, aparece una línea larga y oscura. El plano se dibuja más cerca, y el misterioso objeto revela ser una enorme manada de migración caribou, que se extiende por millas. Es una vista que Miller no olvidará.

 

"Viendo los caribúes marchar solo a través de la tundra pone lo que estamos haciendo aquí en el Ártico en perspectiva," dijo Miller, investigador principal del carbón en Ártico embalses vulnerabilidad experimento (tallar), una campaña de cinco años dirigido por NASA a campo estudiando cómo el cambio climático está afectando el ciclo del carbono del Ártico.

 

"El Ártico es crítico al clima global de comprensión", dijo. "El cambio climático ya está ocurriendo en el Ártico, más rápido que pueden adaptar sus ecosistemas. Mirando el Ártico es como buscar en las Islas Canarias en una mina de carbón para todo el sistema de la Tierra".

 

A bordo el avión de la NASA C-23 Sherpa Wallops Flight Facility, Wallops Island, Virginia, Miller, tallar Project Manager Steve Dinardo de la NASA del JPL y del equipo científico de tallar está sondeando profundamente en las Tierras congeladas por encima del círculo polar ártico. El equipo mide las emisiones de gases de efecto invernadero dióxido de carbono y metano del permafrost--señales que pueden mantener en una tecla al clima de la tierra futura.

 

 Mientras, ¿Qué está debajo?

Suelos de permafrost (perennemente congelado) subyacen a gran parte del Ártico. Cada verano, la descongelación de las capas superiores de estos suelos. La capa descongelada varía en profundidad de aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros) en las regiones más frías de tundra a varias yardas o metros, en los bosques boreales del sur. Esta capa de suelo activo en la superficie proporciona el precario equilibrio en que Ártico y la vegetación sobrevive. Condiciones extremadamente frías, mojadas del Ártico evitan plantas muertas y animales en descomposición, por lo que cada año otra capa se agrega a los reservorios de carbono orgánico secuestrado justo por debajo de la capa arable.

 

Durante cientos de milenios, los suelos de permafrost ártico han acumulado grandes cantidades de almacenamiento de carbono orgánico - un petagrams estimado de 1.400 a 1.850 de él (un petagram es 2,2 trillones de libras, o 1 billón de toneladas métricas). Esa cifra es casi la mitad de todo el carbono orgánico Estimado almacenado en los suelos de la Tierra. En comparación, unos 350 petagrams de carbono han sido emitidas por todo quema de combustibles fósiles y las actividades humanas desde 1850. La mayor parte de este carbono se encuentra en capas de deshielo vulnerables dentro de 10 pies (3 metros) de la superficie.

 

Pero, como los científicos están aprendiendo, del permafrost - y su carbono almacenado - no sean tan permanentes como su nombre lo indica. Y los tiene preocupados.

 

"Los suelos de permafrost se calientan aún más rápido que las temperaturas del aire Ártico - tanto como 2.7 a 4.5 grados Fahrenheit (1,5 a 2,5 grados centígrados) en los últimos 30 años," dijo Miller. "Como el calor de la superficie de la Tierra penetra en el permafrost, amenaza a movilizar estos reservorios de carbono orgánico y libera a la atmósfera como dióxido de carbono y metano, alterando el balance de carbono del Ártico y exacerba notablemente el calentamiento global."

 

Modelos actuales del clima no representan adecuadamente el impacto del cambio climático sobre el permafrost y cómo su degradación puede afectar el clima regional y mundial. Los científicos quieren saber cuánto carbono en el permafrost puede ser vulnerable a lanzar como se calienta el clima de la Tierra, y qué tan rápido pueden ser revelada.

Esculpiendo una mejor comprensión del carbono del Ártico

Entrar con TALLAR (Carvin- Esculpiendo). Ahora en su tercer año, esta investigación del programa de empresas de la Tierra de la NASA está ampliando nuestra comprensión de cómo el agua y ciclos de carbono del Ártico están vinculados al clima, así como qué efectos hacen a los incendios y deshielo de permafrost están teniendo en las emisiones de carbono del Ártico. TALLAR está probando la hipótesis que los reservorios de carbono del Ártico son vulnerables al calentamiento climático, mientras que entrega las primeras mediciones directas y mapas regionales detallados del Ártico dióxido de carbono y fuentes de metano y demostrando nuevos sensores remotos y capacidades de modelado. Participan alrededor de dos docenas de científicos de 12 instituciones.

"El Ártico se está calentando dramáticamente - sostenido dos a tres veces más rápido que regiones de latitudes medias - todavía carecemos de observaciones y modelos de clima exacto para saber con confianza como el balance de carbono entre los seres vivos responderá al cambio climático y relacionados con fenómenos en el siglo XXI", dijo Miller. "Los cambios de clima pueden provocar transformaciones que simplemente no son reversibles dentro de nuestras vidas, puede provocar cambios rápidos en el sistema de la Tierra que requiere adaptaciones por la gente y los ecosistemas".

El equipo de TALLAR voló vuelos de prueba en 2011 y ciencia en 2012. Este mes de abril y mayo, terminaron el primero dos de siete campañas mensuales previstos en 2013, y actualmente están volando su campaña de junio.

Cada campaña de dos semanas de vuelo por el Ártico de Alaska está diseñado para captar las variaciones estacionales en el ciclo de carbono Ártico: deshielo de primavera en abril / mayo, el pico de la creciente de verano temporada en junio/julio, y anual caer refreeze y primera nieve en septiembre/octubre. Desde una base en Fairbanks, Alaska, el C-23 vuela hasta ocho horas al día a sitios en la cuesta del norte de Alaska, interiores y el valle del río Yukon sobre la tundra, permafrost, los bosques boreales, las turberas y humedales.

C-23 no gana ningún concurso de belleza - sus pilotos se refieren a él como "un camión de UPS con un mal trabajo de nariz". En su interior, es extremadamente ruidoso - los pilotos y la tripulación usan auriculares con cancelación de ruido para comunicarse. Miller dijo que "Cuando usted toma los auriculares apagado, es como estar en una carrera de NASCAR". 

Los vuelos de la campaña de TALLAR se llevan a cabo a bordo de un avión de la NASA C-23 Sherpa especialmente instrumentado de NASA Wallops Flight Facility, Wallops Island, Virginia. La mayoría de las veces, los científicos deben volar el avión "abajo en el barro," en unos 500 pies (152 metros) por encima del suelo. La baja altitud sobre la superficie ártica permite a los científicos medir interesantes intercambios de carbono entre la superficie y la atmósfera de la Tierra. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

 

 

Pero lo que carece de la C-23 en la belleza y tranquilidad, compensa en fiabilidad y su capacidad de volar "abajo en el barro," por así decirlo. La mayoría de las veces, vuela a 500 pies (152 metros) sobre el nivel del suelo, con periódicas subidas a altitudes más altas para recopilar datos de fondo. La mayoría de las misiones aerotransportada de medición de dióxido atmosférico de carbono y metano no vuelan tan bajo. "TALLAR muestra que necesita volar muy cerca de la superficie en el Ártico para capturar el interesante intercambio de carbono entre la superficie y la atmósfera de la Tierra", dijo Miller.

 

A bordo los instrumentos sofisticados, planos "oler" la atmósfera de gases de efecto invernadero. Cuentan con un espectrómetro de muy sensible que analiza la luz del Sol reflejada por la superficie de la Tierra para medir la atmósfera de dióxido de carbono, metano y monóxido de carbono. Este instrumento es un simulador aéreo para la misión Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) de la NASA que se lanzará en 2014. Otros instrumentos de análisis de muestras de aire de fuera del plano para los mismos productos químicos. También se recogen datos de navegación de la aeronave y datos meteorológicos básicos. Datos iniciales se entregan a los científicos dentro de 12 horas. Muestras de aire son enviadas al Instituto de la Universidad de Colorado para el Ártico y Alpine laboratorio de isótopos estables de investigación y laboratorio de radiocarbono en Boulder para análisis para determinar las fuentes de carbono y si vino del permafrost.

Gran parte de la ciencia de TALLAR vendrán volando por lo menos tres años, dice Miller. "Estamos demostrando el poder de utilizar aviones de apoyo confiable y de bajo costo para realizar mediciones frecuentes, que se repita en el tiempo para buscar cambios mes a mes y año a año".

Observaciones de la Tierra complementan los datos del avión y se utilizan para calibrar y validarlos. Los sitios de Tierra sirven como puntos de anclaje para las pistas de vuelo de TALLAR. Datos de la tierra incluyen muestras de aire de altas torres y mediciones de humedad y temperatura para determinar si el suelo es congelado, descongelado o inundado.

Un cuento de dos Gases de efecto invernadero

Es importante caracterizar con precisión los suelos y el estado de las superficies de la Tierra. Existe una fuerte correlación entre las características del suelo y la liberación de dióxido de carbono y metano. Históricamente, los suelos fríos, mojados de ecosistemas árticos han almacenado más carbono que han publicado. Si las causas del cambio climático del Ártico para conseguir más cálidos y secos, los científicos esperan sobre todo el carbón que se lanzará como dióxido de carbono. Si se pone más caliente y más húmedo, la mayoría serán en forma de metano.

La distinción es fundamental. Molécula por molécula, el metano es 22 veces más potente como gas invernadero que el dióxido de carbono en un plazo de 100 años y 105 veces más potente en un plazo de 20 años. Si sólo el uno por ciento del carbono permafrost liberado durante un corto período de tiempo es metano, tendrá el mismo impacto de efecto invernadero que el 99 por ciento que es liberado como dióxido de carbono. Caracterizar este metano a la proporción de dióxido de carbono es un objetivo importante de TALLAR.

Hay otras correlaciones entre las características del suelo del Ártico y la liberación de dióxido de carbono y metano. Las variaciones en el momento de deshielo primaveral y la longitud de la estación de crecimiento tienen un gran impacto en la productividad de la vegetación y si las regiones de altas latitudes norte generan o almacenan carbono.

TALLAR también está estudiando el impacto de incendios forestales en el ciclo del carbono del Ártico. Incendios en los bosques boreales o tundra aceleran el deshielo del permafrost y carbono. Registros de observación detallada fuego desde 1942 muestran el promedio anual de incendios forestales de Alaska ha aumentado, e incendios con más de 100.000 hectáreas de áreas de quemaduras se producen con más frecuencia, científicos de tendencias esperan acelerar en un calentamiento del Ártico. Mediciones simultáneas de TALLAR de gases de efecto invernadero ayudará a cuantificar la cantidad de carbono es liberado a la atmósfera de incendios en Alaska - un elemento crucial e incierto de su presupuesto de carbono.

Los primeros resultados

El equipo de ciencia de TALLA ( CARVE) está ocupado analizando los datos de su primer año completo de vuelos de la ciencia. Lo que están descubriendo, Miller dijo: es increíble y potencialmente preocupantes.

"Algunos de nosotros hemos medido las concentraciones de metano y dióxido de carbono han sido grandes, y estamos viendo patrones muy diferentes de lo que sugieren los modelos," Miller dijo. "Vimos grandes, a escala regional episódicas ráfagas de dióxido de carbono y metano en el interior de Alaska y a través de la cuesta del norte más altos de lo normal durante el deshielo de primavera, y duraron hasta después de la caída que se vuelva a congelar. Para citar otro ejemplo, en julio de 2012 vimos los niveles de metano sobre pantanos en el desierto de Innoko que fueron 650 partes por billón superiores a los niveles de fondo normal. Es similar a lo que podría encontrar en una gran ciudad".

En última instancia, los científicos esperan que sus observaciones se indican si un permafrost irreversible, punto de inflexión puede estar cerca a mano. Mientras que los científicos aún no creen que el Ártico ha alcanzado ese punto de inflexión, nadie sabe a ciencia cierta. "Esperamos que TALLAR pueda ser capaces de encontrar ese 'pistola humeante', si existe", dijo Miller.

Otras instituciones participantes en tallar incluyen City College de Nueva York; el conjunto Universidad de Colorado/Nacional Oceánica y cooperativa Instituto atmosférica de la administración para la investigación en ciencias ambientales, Boulder, Colorado; San Diego State University; Universidad de California, Irvine; California Institute of Technology, Pasadena; La Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts; Universidad de California, Berkeley; Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, Berkeley, California; Universidad de California, Santa Barbara; Laboratorio de investigación sistema de NOAA tierra, Boulder, Colorado; y la Universidad de Melbourne, Victoria, Australia.
Alan Buis
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-0474
Alan.buis@jpl.nasa.gov

Por  "Courtesy NASA/JPL-Caltech."

Traducción: El Quelonio Volador