A Northumbria University deve desempenhar um papel de liderança em um importante estudo para avaliar o impacto de longo prazo do aquecimento global no degelo do permafrost da Sibéria.

O permafrost é um solo congelado que armazena grandes quantidades de carbono fóssil. Dado que o permafrost contém duas vezes mais carbono do que a atmosfera, e que quase um quarto do hemisfério norte é coberto por permafrost, esta terra congelada desempenha um papel essencial na estabilização das mudanças climáticas.

O descongelamento do permafrost é considerado um dos principais elementos de mudança climática que levaria a mudanças irreversíveis de longo prazo no clima global. Contudo, O aquecimento global atual significa que o permafrost está começando a descongelar e liberar gases de efeito estufa na atmosfera.

A Northumbria University é o lar de uma equipe de acadêmicos líderes mundiais, especializados na reconstrução das mudanças climáticas e ambientais ao longo dos milênios. Eles receberam uma bolsa do Leverhulme Trust Research Project de £ 489, 000 para reconstruir o clima da Sibéria nos últimos 500 a 800 mil anos e estimar o destino a longo prazo do permafrost da Sibéria sob as temperaturas crescentes de hoje.

Os pesquisadores trabalharão em parceria com especialistas do Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) em Potsdam.

Um recorde de 38 graus foi relatado no leste da Sibéria em junho de 2020. Isso levou a um número sem precedentes de incêndios florestais na região, liberando mais carbono na atmosfera. As ligações entre o incêndio e a estabilidade do permafrost são complexas, mas as evidências sugerem que o degelo e a degradação do permafrost triplicou nos últimos anos em resposta a incêndios cada vez mais intensos.

O estudo de quatro anos irá avaliar como o permafrost da Sibéria se expandiu e se contraiu em resposta às mudanças climáticas do passado, e o papel dos períodos glaciais frios e interglaciais mais quentes.

O estudo será o primeiro a combinar coletivamente os arquivos de gelo permafrost, depósitos de cavernas e fósseis de crustáceos para reconstruir as temperaturas passadas e as histórias climáticas regionais. Estudos anteriores examinaram apenas esses arquivos individualmente.

O gelo permafrost se origina de, e conservas, precipitação atmosférica, o que significa que mantém registros de temperaturas de inverno e verão. A composição das antigas amostras de gelo do permafrost permitirá aos pesquisadores decifrar as condições climáticas na época em que o gelo se formou. Em uma linha semelhante, depósitos em cavernas podem informar sobre as mudanças médias de temperatura a longo prazo, e fósseis de crustáceos contam a história da temperatura do verão, cada um contendo um importante arquivo climático.

Os pesquisadores esperam que a visão holística obtida pela combinação das descobertas de cada um desses arquivos forneça novos insights sobre como as temperaturas mudaram, o que pode ajudar a revelar mudanças de sazonalidade no passado.

A equipe encontrou vários locais que eles descrevem como tendo uma grande promessa de fornecer as amostras e dados importantes de que precisam das cavernas, depósitos de gelo e lago.

Eles usarão pequenos lagos rasos e gelo permafrost do litoral Ártico, do Megaslump Batagay e do site Mamontova Gora em Yakutia Central; a caverna Botovskaya no sul da Sibéria; e a região ainda não estudada de Kirensk Karst, mais de 500 milhas a nordeste do Lago Baikal.

As cavernas contêm evidências cruciais das condições ambientais do passado. As formações carbonáticas conhecidas como espeleotemas só podem crescer quando a água flui do solo acima para a caverna. Como no permafrost, toda a água está congelada, isso significa que os espeleotemas só poderiam ter crescido em um momento em que o clima era mais quente e a terra acima da caverna não estava congelada.

Os fósseis de pequenas criaturas parecidas com camarões, conhecidos como ostracodes, também são muito promissores para a equipe de pesquisa. Com apenas 0,5 a 2 mm de tamanho, os ostracodes vivem apenas alguns meses no verão e constroem uma concha carbonática semelhante à dos mexilhões. As conchas carbonáticas fossilizadas de lagoas rasas na região do permafrost fornecerão aos pesquisadores um arquivo de dados sobre as temperaturas no momento em que foram formadas.

Graças a um recente investimento em um laboratório de espectrometria de massa no Departamento de Geografia e Ciências Ambientais de Northumbria, os pesquisadores usarão um método conhecido como geotermometria isotópica aglomerada para extrair detalhes sobre a composição isotópica das conchas carbonáticas fossilizadas e reconstruir as temperaturas de verão do norte da Sibéria ao longo dos milênios. De forma similar, a equipe usará espeleotemas para explorar o desenvolvimento da temperatura a longo prazo durante os períodos interglaciais.

Dr. Sebastian Breitenbach, O vice-chanceler sênior do Departamento de Geografia e Ciências Ambientais da Universidade de Northumbria disse:"O permafrost siberiano se formou principalmente, mas não exclusivamente, durante os períodos de frio, conhecidas como eras do gelo ou glaciais, nos últimos dois milhões de anos, enquanto pelo menos parte do permafrost descongela durante os estágios quentes, conhecidos como interglaciais.

"Se olharmos para as temperaturas na Sibéria hoje, vemos que eles variam em até 90 graus ao longo do ano, de -60 no inverno até aproximadamente 30 graus no verão. Contudo, precisamos ver essa amplitude sazonal em proxy. A mudança de temperatura foi sempre a mesma que a conhecemos hoje, ou era diferente no passado? Quanto mais quentes foram os verões passados, quão diferentes são os invernos?

"Sabemos que a forma como o permafrost responde às mudanças climáticas e aos controles climáticos de longo prazo parece ser mais complexa do que simplesmente reagir a temperaturas mais quentes ou mais frias. Portanto, acreditamos que se pudermos fornecer evidências sobre a interação de temperatura e precipitação em um período sazonal escala, podemos responder à questão crucial de se a formação e degradação do permafrost no passado podem ser atribuídas a condições climáticas específicas ou padrões de sazonalidade.

"Este estudo nos permitirá reconstruir as condições climáticas e, esperançosamente, criar um novo entendimento de se a formação passada, e especialmente degradação, de permafrost pode ser atribuído a temperaturas específicas ou padrões de sazonalidade. "

Dr. Hanno Meyer, O chefe da Instalação de Isótopos Estáveis ​​em AWI Potsdam e especialista em paleoclimatologia de permafrost baseada em isótopos disse:"A combinação de vários sinais de isótopos de vários arquivos climáticos em toda a Sibéria Oriental oferece uma possibilidade empolgante de desvendar a dinâmica do clima passado em diferentes escalas temporais e espaciais para ambos glaciais e interglaciais.

"Combinando essas informações do paleoclima com evidências geológicas da formação do permafrost, a estabilidade ou degradação nos ajudará a identificar limites potenciais em diferentes parâmetros climáticos que foram responsáveis ​​pela resposta do sistema permafrost às mudanças climáticas anteriores. Este conhecimento nos ajudará a estimar os efeitos futuros do aquecimento global no permafrost na Sibéria Oriental e as consequências para as comunidades locais, bem como o mecanismo de feedback para o sistema climático global. "

Dr. Breitenbach acrescentou:"Com a instalação de nosso novo laboratório de espectrometria de massa, Northumbria se torna uma das apenas quatro universidades na Inglaterra a ser capaz de realizar os testes isotópicos agrupados detalhados necessários para reconstruir essas condições de temperatura. Estamos muito animados para começar a usar nosso novo equipamento e estabelecer a Northumbria como um centro líder em geotermometria e pesquisa de carbonato. "