Uma nova análise do caráter mutante do escoamento, a descarga do rio e outros elementos do ciclo hidrológico ao longo da encosta norte do Alasca revelam aumentos significativos na proporção de escoamento subterrâneo e descarga de estação fria, as mudanças que os autores dizem ser "consistentes com o aquecimento e descongelamento do permafrost".

Primeiro autor e modelador principal do clima Michael Rawlins, professor associado de geociências na Universidade de Massachusetts Amherst e diretor associado de seu Centro de Pesquisa de Sistemas Climáticos, diz que se espera que o aquecimento mude o Ártico de um sistema dominado pelas águas de superfície para um sistema dominado pelas águas subterrâneas, com caminhos de fluxo de água mais profundos através de solos recém-descongelados.

"Nossas estimativas de modelo de degelo do permafrost são consistentes com a noção de que os ecossistemas da região do permafrost estão mudando de um sumidouro líquido para uma fonte líquida de carbono, " ele diz.

Nutrientes de água doce e fluviais, principalmente carbono orgânico dissolvido, são transportados para estuários costeiros e lagoas que se encontram na interface terra-mar, ele explica. As medições de campo da descarga do rio e outros elementos do ciclo hidrológico nesta região são esparsas, o que requer uma abordagem de modelagem para quantificar os fluxos terra-oceano e seu caráter mutável. Os detalhes desta investigação sobre as bacias hidrográficas do Ártico entre Utqiagvik (anteriormente Barrow) e a oeste do Rio Mackenzie durante o período de 1981 a 2010 estão na edição atual do jornal de acesso aberto, A criosfera .

Rawlins explica, "Nosso modelo inclui uma simulação de última geração dos ciclos de congelamento-degelo do solo que nos permite entender melhor como o degelo do permafrost está influenciando a magnitude e o tempo dos fluxos hidrológicos. Nossos resultados apontam para maiores impactos do aquecimento em toda a cordilheira Brooks , incluindo o aumento da vazão do rio na estação fria (novembro a abril) e uma proporção maior de escoamento subterrâneo. "

Avançar, as mudanças nos influxos terrestres podem estar influenciando a estrutura da teia alimentar dentro das lagoas, ele adiciona. "As comunidades nativas locais dependem dos peixes e de outros recursos do ecossistema da lagoa para seu estilo de vida de subsistência. Mais de 150 espécies de aves migratórias e aquáticas são mantidas pelas cadeias alimentares da região, e as lagoas são uma rica fonte de peixes para as comunidades nativas. ”Em particular, Barrow, Os caçadores e residentes de Nuiqsut e Kaktvik contam com a alta produtividade dos sistemas da Lagoa Beaufort para apoiar as populações de peixes e pássaros em que vivem, Rawlins aponta.

Neste estudo, o Modelo de Balanço Hídrico Permafrost foi validado em relação às medições disponíveis de vazão do rio e água retida na neve acumulada. Rawlins e colegas estão desenvolvendo modelos e alavancando medições in situ e de sensoriamento remoto para entender melhor os fluxos para as Lagoas Beaufort e prever como o degelo do permafrost e a intensificação do ciclo da água afetarão a dinâmica do ecossistema da lagoa no futuro.

Os pesquisadores observaram aumentos significativos na descarga da estação fria, como 134% da média de longo prazo para a encosta norte, e 215% na bacia do rio Colville, por exemplo. Eles relatam um aumento significativo na proporção do escoamento subterrâneo para o escoamento total para a região e para 24 das 42 bacias de estudo, com a mudança mais prevalente no sopé norte da Cordilheira Brooks. Eles também observaram um declínio no armazenamento de água terrestre, que eles atribuem a perdas no gelo do solo que superam os ganhos no armazenamento de água líquida do solo. O momento do pico de descarga de freshet de primavera, o fluxo da neve derretida no mar, também mudou 4,5 dias antes.

Os autores dizem que as descobertas têm implicações para a água, ciclo de carbono e nutrientes em ecossistemas costeiros e além. Os rios North Slope são a principal fonte de novos nutrientes orgânicos para as lagoas do Mar de Beaufort, com metade da exportação anual de água doce ocorrendo em uma janela de duas semanas após o degelo na primavera. Conforme o clima esquenta, o carbono que foi sequestrado por milhares de anos em solos permafrost degela e é mobilizado e transferido para sistemas fluviais, com alguns emitidos para a atmosfera como dióxido de carbono e metano, acelerando o aquecimento.