As temperaturas mais altas e o degelo dos solos podem estar levando a um aumento nas emissões de dióxido de carbono da tundra do Alasca para a atmosfera, particularmente durante o início do inverno, de acordo com um novo estudo da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS), NASA e a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA).

Um novo jornal liderado por Roisin Commane, um pesquisador atmosférico do SEAS, conclui que a quantidade de dióxido de carbono emitida das áreas de tundra do norte entre outubro e dezembro de cada ano aumentou 70 por cento desde 1975.

Commane e uma equipe de pesquisadores analisaram três anos de observações de aeronaves da missão aérea da NASA Carbon in Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment (CARVE) para estimar a distribuição espacial e sazonal das emissões de dióxido de carbono do Alasca. Eles também estudaram o registro de 41 anos da NOAA de dióxido de carbono medido em torres terrestres em Barrow, Alasca. Os dados da aeronave forneceram informações espaciais sem precedentes, enquanto os dados terrestres forneceram dados de longo prazo não disponíveis em nenhum outro lugar do Ártico.

Os resultados do estudo são publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Os solos que circundam as partes altas do norte do Ártico contêm grandes quantidades de carbono na forma de matéria orgânica não degradada da vegetação morta. Esta vasta loja, acumulado ao longo de milhares de anos, contém carbono suficiente para dobrar a quantidade atual de dióxido de carbono na atmosfera da Terra.

Durante o verão ártico, as camadas superiores do solo descongelam e os micróbios decompõem a matéria orgânica para produzir dióxido de carbono. Quando as temperaturas frias voltam em outubro, as camadas descongeladas do solo começam a esfriar, mas as altas taxas de emissões de dióxido de carbono continuam até que o solo congele completamente.

"No passado, recongelamento de solos pode ter levado um mês ou mais, mas, com temperaturas mais quentes nos últimos anos, existem locais no Alasca onde os solos de tundra agora levam mais de três meses para congelar completamente, "disse Commane." Estamos vendo as emissões de dióxido de carbono dos solos continuarem durante todo o início do inverno. "

"Os dados de Barrow mostram aumentos constantes do dióxido de carbono atmosférico e da temperatura no final do outono e início do inverno, "disse o co-autor Colm Sweeney do Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais em Boulder, Colorado. "Esta nova pesquisa demonstra a importância crítica desses locais de monitoramento de longo prazo na verificação de feedbacks sutis, como aumentos de dióxido de carbono, o que pode amplificar o aquecimento sem precedentes que estamos vendo em todo o Ártico. "

CARVE voou em uma aeronave instrumentada da NASA para medir o dióxido de carbono atmosférico e outros gases de efeito estufa sobre o Alasca de abril a novembro de 2012, 2013 e 2014. Esses dados, junto com dados de satélite sobre o status da vegetação e dados do solo para fornecer um contexto durante todo o ano e um registro de longo prazo, deu aos cientistas uma imagem detalhada das emissões de carbono em nível regional.

"Um dos principais objetivos do CARVE era desafiar a ideia de que a respiração de dióxido de carbono parava assim que a neve caía e a superfície da terra congelava, "disse Charles Miller, um cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, e investigador principal do CARVE. "Os voos do CARVE provam que a respiração microbiana continua em solos de tundra meses após o congelamento da superfície."

Ao comparar medições simultâneas de dióxido de carbono atmosférico, monóxido de carbono, Commane e seus co-autores dividiram suas estimativas do orçamento total de carbono do Alasca em contribuições das três principais fontes de carbono atmosférico:queima de combustíveis fósseis pelas pessoas; incêndios florestais; e micróbios decompondo matéria orgânica no solo. No Alasca escassamente povoado, os micróbios do solo eram uma fonte muito maior de carbono atmosférico do que a queima de combustível fóssil. Os incêndios florestais foram uma grande fonte de carbono atmosférico em apenas um ano do experimento CARVE, 2013

"Os solos de tundra parecem estar agindo como um amplificador das mudanças climáticas, "disse o co-autor Steve Wofsy, Abbott Lawrence Rotch Professor de Ciências Atmosféricas e Ambientais no SEAS.

Mais dióxido de carbono liberado na atmosfera vai acelerar o aquecimento do clima, que, por sua vez, pode levar a mais dióxido de carbono liberado desses solos, especialmente no início do inverno.

"Precisamos monitorar cuidadosamente o que está acontecendo lá, mesmo no final do ano, quando tudo parece congelado e adormecido, "Wofsy disse.

"Toda a região do Alasca está respondendo às mudanças climáticas, "disse Donatella Zona da San Diego State University, na Califórnia, que não era afiliado ao estudo. "A quantidade de carbono perdido dos ecossistemas árticos para a atmosfera no outono aumentou significativamente nos últimos 40 anos. Capturando melhor esses processos da estação fria e colocando as medições anteriores em menor escala em um contexto maior, este estudo ajudará os cientistas em seus esforços para melhorar os modelos climáticos e as previsões das mudanças climáticas do Ártico. "