La cantidad de gas metano que escapa del suelo durante el largo período de frío en el Ártico cada año y que ingresa a la atmósfera de la Tierra es probablemente mucho mayor de lo estimado por los modelos actuales de cambio climático, concluye un nuevo estudio importante dirigido por la Universidad Estatal de San Diego.
Un equipo formado por los ecologistas Walter Oechel SDSU y Open University y Donatella Zona SDSU y la Universidad de Sheffield y científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro JPL de la NASA, la Universidad de Harvard, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y la Universidad deMontana descubrió que se escapa mucho más metano de la tundra ártica durante los meses fríos, cuando la superficie del suelo está congelada generalmente de septiembre a mayo, así como de la tundra de las tierras altas, de lo que se creía anteriormente.De hecho, descubrieron que al menos la mitad de las emisiones anuales de metano ocurren en los meses fríos, y que la tundra seca más alta puede ser un emisor de metano más grande que la tundra húmeda. El hallazgo desafía los supuestos críticos en los modelos climáticos globales actuales.publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El metano es un potente gas de efecto invernadero que intensifica el calentamiento atmosférico y es aproximadamente 25 veces más potente por molécula que el dióxido de carbono durante un período de 100 años. El metano atrapado en la tundra ártica proviene principalmente de la descomposición microbiana de la materia orgánica en el suelo que se descongela estacionalmenteEste metano se filtra naturalmente del suelo a lo largo del año, pero a los científicos les preocupa que el cambio climático pueda conducir a la emisión de emisiones aún mayores de la materia orgánica que actualmente se estabiliza en una capa de suelo profunda y congelada llamada permafrost.
En las últimas décadas, los científicos han utilizado instrumentos especializados para medir con precisión las emisiones de metano en el Ártico e incorporado esos resultados en los modelos climáticos globales. Sin embargo, casi todas estas mediciones se han obtenido durante el corto verano del Ártico.El brutal período de frío, que representa entre el 70 y el 80 por ciento del año, se ha pasado por alto e ignorado, según Oechel. La mayoría de los investigadores, dijo, pensaron que debido a que el suelo está congelado durante los meses fríos, las emisiones de metanoprácticamente cerrado por el invierno.
"Prácticamente todos los modelos climáticos suponen que hay poca o ninguna emisión de metano cuando el suelo está congelado", dijo Oechel. "Esa suposición es incorrecta".
El agua atrapada en el suelo no se congela por completo, incluso por debajo de cero grados Celsius, explicó. La capa superior del suelo, conocida como la capa activa, se descongela en el verano y se vuelve a congelar en el invierno, y experimenta una especie dede efecto sándwich cuando se congela. Cuando las temperaturas están a la vuelta de cero grados centígrados - la llamada 'cortina cero' - la parte superior e inferior de la capa activa comienzan a congelarse, mientras que el medio permanece aislado. Microorganismos en este medio no congeladola capa continúa descomponiendo la materia orgánica y emite metano muchos meses en el período frío del Ártico cada año.
¿Cuánto metano se emite durante el invierno ártico? Para averiguarlo, Oechel y Zona supervisaron la actualización de cinco torres de muestreo para permitirles operar continuamente durante todo el año sobre el Círculo Polar Ártico en Alaska. Los investigadores registraron las emisiones de metano de estossitios durante dos ciclos de verano-otoño-invierno entre junio de 2013 y enero de 2015. Fue una tarea ardua que requirió instrumentos altamente especializados que tuvieron que operar de forma continua y autónoma durante el frío extremo durante meses. Desarrollaron un sistema de deshielo que eliminó los prejuicios enla medición y eso solo se activó cuando fue necesario para mantener el funcionamiento de los instrumentos hasta menos 40 grados centígrados.
Después de analizar los datos, el equipo de investigación descubrió que una gran parte de las emisiones de metano durante la estación fría se observaban cuando las temperaturas rondaban la cortina cero.
"Esto es extremadamente relevante para el ecosistema del Ártico, ya que el período de cortina cero continúa desde septiembre hasta finales de diciembre, y dura tanto o más que toda la temporada de verano", dijo Zona, el primer autor del estudio. "Estos resultados soncontrario a lo que los modeladores han estado asumiendo, que es que la mayoría de las emisiones de metano ocurren durante los cálidos meses de verano, mientras que la contribución de metano en la estación fría es casi nula ".
Sorprendentemente, los investigadores también descubrieron que durante la temporada de frío, las emisiones relativas de metano fueron más altas en los sitios más secos y de tundra de tierras altas que en los humedales, lo que contradice otra suposición de larga data sobre las emisiones de metano del Ártico. Anteriormente se suponía que la tundra de tierras altas era uncontribuyente insignificante de metano, dijo Zona.
La congelación de la superficie inhibe la oxidación del metano, lo que resulta en emisiones netas significativas de metano durante el otoño y el invierno ", dijo." Las plantas actúan como chimeneas que facilitan el escape del metano a la atmósfera a través de la capa congelada ".
Las emisiones anuales más altas se observaron en el sitio de tierras altas en las estribaciones de la Cordillera Brooks, donde los suelos cálidos y la capa activa profunda dieron como resultado altas tasas de producción de metano.
Para complementar y verificar el estudio sobre el terreno, John Kimball de la Universidad de Montana y su equipo utilizaron mediciones de sensores de microondas satelitales para desarrollar mapas regionales de la cubierta de aguas superficiales, incluidos el tiempo, el alcance y la duración de las inundaciones estacionales y el secado delos humedales de la región ". Pudimos usar los datos satelitales para mostrar que las áreas de tundra de las tierras altas que parecen ser las fuentes de metano más grandes de los instrumentos en tierra, representan más de la mitad de toda la tundra en Alaska,"Kimball dijo.
Finalmente, para probar si su muestreo específico del sitio era representativo de las emisiones de metano en el Ártico, los investigadores compararon sus resultados con las mediciones registradas durante los vuelos de aviones sobre la región realizados por el Experimento de Vulnerabilidad de Carbono en los Depósitos del Ártico de la NASA CARVE.los vuelos fueron diseñados para cubrir la mayor parte del año posible ", dijo Charles Miller de JPL." Fue una tarea desafiante, que involucró cientos de horas de vuelo en condiciones difíciles ".
Los datos de los sitios SDSU estaban bien alineados con las mediciones de aviones a mayor escala, dijo Zona.
"Las mediciones de aeronaves CARVE muestran que grandes áreas de tundra ártica y bosque boreal continúan emitiendo metano a la atmósfera a altas velocidades, mucho después de que el suelo superficial se congele", dijo Róisín Commane de la Universidad de Harvard, quien ayudó a adquirir y analizar los datos de la aeronave.
Oechel y Zona enfatizaron la importancia de que los modeladores climáticos tengan buenos datos de referencia sobre las emisiones de metano y que ajusten sus modelos para tener en cuenta las emisiones de metano de la estación fría del Ártico, así como las contribuciones de las zonas no humedales, incluida la tundra de las tierras altas.
"Ahora es el momento de trabajar más estrechamente con los modeladores climáticos y asegurar que estas observaciones se usen para mejorar las predicciones del modelo y refinar nuestra predicción del presupuesto global de metano", dijo Zona.
Es particularmente importante, agregó Oechel, que los modelos obtengan la salida correcta de metano porque el gas es un importante impulsor del calentamiento atmosférico. "Si no tiene los mecanismos correctos, no podrá hacer predicciones en elfuturo basado en las condiciones climáticas anticipadas ", dijo. Steven Wofsy, de la Universidad de Harvard, agregó:" Ahora que sabemos lo importante que es el invierno para el presupuesto de metano, estamos trabajando para determinar las tendencias a largo plazo en las emisiones de efecto invernadero de la tundra y sussensibilidad al calentamiento invernal "
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de San Diego . Original escrito por Michael Price. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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