Um novo estudo colaborativo investigou as interações entre arbustos e neve do Ártico para obter uma melhor compreensão da tundra do extremo norte e do vasto sistema permafrost. Incorporando extensas observações in situ, Os cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos testaram suas teorias com um novo modelo de computador 3-D e confirmaram que os arbustos podem levar à degradação significativa da camada permafrost que permaneceu congelada por dezenas de milhares de anos. Essas interações estão levando a um aumento nas descargas de água doce nos rios, lagos e oceanos.

"O Ártico está se tornando ativamente verde, e arbustos florescem na tundra. Como a neve isolante se acumula sobre arbustos altos, aumenta o aquecimento do solo significativo, "disse Cathy Wilson, Cientista de Los Alamos no projeto. "Se a tendência de aumento da vegetação em todo o Ártico continuar, provavelmente veremos um forte aumento na degradação do permafrost. "

A equipe investigou as interações entre arbustos, permafrost, e áreas subterrâneas chamadas taliks. Taliks são solo descongelado perto do permafrost causado por uma anomalia térmica ou hidrológica. Alguns taliks semelhantes a túneis, chamados "através dos taliks", estendem-se por camadas espessas de permafrost.

Resultados do estudo de Los Alamos publicado em Cartas de Pesquisa Ambiental esta semana revelou que através de taliks desenvolvidos onde a neve estava presa, aqueceu o solo e criou um caminho para a água fluir através do permafrost profundo, conduzindo significativamente o degelo e provavelmente aumentando o fluxo de água e carbono dissolvido para os rios, lagos e o oceano. Simulações de computador também demonstraram que a camada ativa descongelada era anormalmente mais profunda perto destes através de taliks, e que o aumento do crescimento de arbustos exacerba esses impactos. Notavelmente, a equipe subtraiu as tendências de aquecimento dos dados meteorológicos usados ​​para conduzir as simulações, confirmando assim que as interações arbusto-neve estavam causando degradação mesmo na ausência de aquecimento.

A equipe de Los Alamos e os colaboradores do programa Ártico de Experimentos de Ecossistemas de Próxima Geração do Departamento de Energia (DOE) do Office of Science, que financia este projeto, usou um novo modelo de escala fina desenvolvido por Los Alamos, o Simulador Terrestre Avançado (ATS). Ele incorpora a física do solo e captura a dinâmica do permafrost. A equipe testou repetidamente os resultados com dados experimentais da Península de Seward, no Alasca.

"Essas simulações da formação de talik fornecem pistas sobre por que estamos vendo um aumento na descarga de inverno no Ártico, "disse o pesquisador de pós-doutorado de Los Alamos, Elchin Jafarov, primeiro autor do artigo.

Este modelo é o primeiro a mostrar como a neve e a vegetação interagem para impactar a hidrologia do permafrost através da formação de talik em uma encosta - prevalente em todo o terreno do Alasca. O time, incluindo colaboradores do Oak Ridge National Laboratory e da University of Alaska, investigou a rapidez com que os taliks se desenvolveram em diferentes profundidades do permafrost, seu impacto na hidrologia e como eles interromperam e alteraram o permafrost contínuo.