Cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst combinaram recentemente dados de satélite, observações de campo e modelos numéricos sofisticados para traçar um quadro de como 22,45 milhões de quilómetros quadrados do Árctico irão mudar nos próximos 80 anos.



Como esperado, a região global será mais quente e húmida, mas os detalhes – até 25% mais escoamento superficial, 30% mais escoamento subterrâneo e um sul do Árctico progressivamente mais seco – fornecem uma das visões mais claras de como a paisagem responderá às mudanças climáticas. das Alterações Climáticas. Os resultados foram publicados na revista The Cryosphere .

O Ártico é definido pela presença de permafrost – a camada permanentemente congelada na superfície da Terra ou sob ela. É esse permafrost que impulsiona tudo, desde o escoamento sazonal até ao despejo de água doce nas lagoas costeiras, até às quantidades de carbono do solo que acabam por fluir para o oceano.

Mas o Árctico está a aquecer duas vezes e meia a quatro vezes mais rapidamente do que a média global, o que significa que enormes quantidades de solos ricos em carbono em regiões de permafrost estão a descongelar, libertando o seu carbono para os rios e para a atmosfera todos os anos. O degelo também está a intensificar o ciclo da água do Árctico – o ciclo contínuo de precipitação, escoamento e evaporação que, em parte, determina o ambiente de uma região.

A parte superior do permafrost que derrete a cada verão é chamada de camada ativa e tem sido de particular interesse para Michael Rawlins, professor associado do Departamento de Ciências da Terra, Geográficas e Climáticas da UMass Amherst e principal autor do artigo. À medida que o Ártico aquece, a camada ativa fica mais espessa, e Rawlins queria saber como esse espessamento, combinado com o aquecimento e um ciclo de água intensificado, afetaria o ambiente terrestre do Ártico.

Rawlins passou os últimos 20 anos construindo e refinando seu Modelo de Balanço Hídrico do Permafrost, que leva em conta o degelo e congelamento sazonal do permafrost e como isso influencia o escoamento, os cursos de água subterrâneos, os fluxos dos rios e outros aspectos da hidrologia da região.

Para fazer isso, Rawlins se uniu à Fundação Nacional de Ciência dos EUA, ao Departamento de Energia dos EUA, à NASA e a Ambarish Karmalkar, professor assistente de pesquisa na UMass Amherst quando concluiu a pesquisa e agora professor assistente de geociências na Universidade de Rhode Island. .

Karmalkar é um especialista no uso de modelos climáticos globais, e ele e Rawlins usaram cenários de precipitação e temperatura de dois deles para imaginar duas possibilidades diferentes para o futuro:um caso moderado em que as emissões de gases de efeito estufa e, portanto, as temperaturas globais, sejam reduzidas; e um cenário de emissões e aquecimento elevados.

Rawlins então inseriu os dados do modelo climático em seu Modelo de Balanço Hídrico do Permafrost, e o que ele descobriu é que o degelo do permafrost e o espessamento associado da camada ativa que, diz Rawlins, "age como um balde gigante", alterará fundamentalmente a hidrologia da região. .

“Uma camada ativa mais espessa cria um balde maior para armazenar água”, diz Rawlins. “Nosso trabalho mostra que, à medida que a precipitação se intensifica, a água será armazenada por mais tempo em solos descongelados e liberada posteriormente por caminhos subterrâneos, em vez de escoar imediatamente para rios e córregos, como acontece agora”.

O estudo demonstra como o degelo dos solos aumentará o escoamento para os rios no outono, porque o solo não congelará tão cedo num mundo mais quente. Entre agora e 2100, a proporção anual de escoamento subterrâneo aumentará até 30%.

Além disso, este aumento do escoamento ocorrerá principalmente nas partes norte do Ártico. Parte da água adicional terá origem na evaporação causada por um Oceano Ártico cada vez mais livre de gelo. E as porções do sul do Ártico aquecerão tanto que a evaporação e a transpiração das plantas enviarão grande parte da precipitação adicional de volta para a atmosfera, resultando numa secagem geral da paisagem.

Tudo isto tem uma série de implicações para o Árctico:os rios do norte, especialmente os maiores da região, o Ob, o Yenesey, o Lena e o Mackenzie, verão proporcionalmente mais água proveniente do seu curso a norte. Como há mais carbono no solo no norte do Ártico, é provável que uma maior quantidade dele, alguns congelados há milhares de anos, acabe fluindo através dos rios até o Oceano Ártico.

O aumento da descarga afectará a dinâmica do gelo marinho costeiro, alterará a ecologia das lagoas do Árctico com biodiversidade e afectará o armazenamento de água doce nos oceanos, potencialmente abrandando a circulação meridional do Atlântico (AMOC), que é responsável pela manutenção do clima temperado do Norte da Europa.

Há mais trabalho a ser feito, diz Rawlins. “São necessárias mais observações de campo nos rios de pequeno e médio porte perto da costa do Ártico para entender melhor como o aquecimento irá alterar o transporte de água doce da terra para o oceano e, por sua vez, impactar os ambientes do Ártico e a flora, a fauna e os povos indígenas. populações que chamam a região de seu lar."

Mais informações: Rawlins, M. A. et al, Mudanças de regime na hidrologia terrestre do Ártico manifestadas pelos impactos do aquecimento climático, A Criosfera (2024). DOI:10.5194/tc-18-1033-2024. tc.copernicus.org/articles/18/1033/2024/
Fornecido pela Universidade de Massachusetts Amherst