Parte del suelo ártico ya no se congela... incluso en invierno

CHERSKIY, RUSIA. Nikita Zimov estaba enseñándoles a sus alumnos cómo hacer trabajo de campo ecológico en el norte de Siberia cuando se topó con una inquietante pista que indicaba que el terreno congelado podría estar derritiéndose más rápido de lo esperado.

Al igual que su padre, Sergey Zimov, Nikita ha conducido una estación de investigación durante años, en donde estudian el cambio climático que tan rápido hace entrar en calor al Lejano Oriente de Rusia. Es por esto que cuando sus alumnos analizaron el suelo y tomaron muestras de tierra de las musgosas colinas y bosques de alerces cercanos a su hogar, 321 kilómetros al norte del Círculo Ártico, Nikita Zimov empezó a sospechar que algo no estaba bien.

En abril envió a un equipo de trabajo con importantes taladros. Perforaron la tierra, adentrándose unos pocos metros, y encontraron abundante barro derretido. Zimov dijo que eso era imposible. Chersky, una comunidad de 3000 habitantes que viven a lo largo del Río Kolimá, es uno de los lugares más fríos del planeta. Incluso bien entrada la primavera, el suelo debajo de la superficie debería estar completamente congelado.

Pero este año no se congeló.

Cada invierno, los metros y centímetros de tierra y plantas sobre la superficie ártica se congelan antes de derretirse cuando llega el verano. Debajo de esta capa activa de tierra que se extiende para abajo a lo largo de centenares de metros hay permahielo (terreno permanentemente congelado) que, en algunos lugares, ha existido así congelado durante milenios.

Pero en una región en donde las temperaturas pueden alcanzar los 4 grados Celsius bajo cero, los Zimov dicen que este año hubo nevadas inusuales que funcionaron como una “manta”, atrapando el exceso de calor del suelo. Encontraron algunas secciones a 76 centímetros de profundidad (terrenos que suelen congelarse antes de Navidad) que habían permanecido húmedos y blandos durante todo el invierno. Por primera vez en la historia, el suelo que protege al permahielo ártico profundo simplemente no se congeló durante el invierno.

“Esto es realmente sorprendente”, indica Max Holmes, un científico del Ártico que trabaja en el Centro de Investigación Woods Hole en Massachusetts.

El descubrimiento no ha sido aún evaluado por colegas ni publicado, y representa información limitada, de un punto específico durante un solo año. Pero, dadas las mediciones de un científico cercano y de otro científico al otro lado del océano, que parecen respaldar los hallazgos de Zimov, algunos expertos están sopesando una pregunta inquietante: ¿podría ser que un derretimiento de permahielo comience varias décadas antes de lo esperado en algunas de las regiones más frías y con más carbono del Ártico, lo que implica la liberación de gases de efecto invernadero que podrían acelerar el cambio climático ya iniciado por los seres humanos?

Tres de los últimos cuatro años ya han alcanzado el récord como los más calurosos del planeta, y se estima que el 2018 será el cuarto. De hecho, los polos se están calentando a mayor velocidad, con áreas de Noruega, 482 kilómetros al norte del Círculo Ártico, que alcanzaron los 32 grados Celsius en julio de este año. El hecho de que cantidades significativas de permahielo empiecen a derretirse antes de lo normal solo empeoraría las cosas.

“Se trata de algo sumamente importante”, dice Ted Schuur, un experto en permahielo de la Universidad del Norte de Arizona. “En el mundo del permahielo, esto se trata de un importante hito en una tendencia que preocupa – como por ejemplo el carbón en la atmósfera, que alcanza las 400 partes por millón”.

Cruzar un umbral

Casi un cuarto de la masa terrestre del Hemisferio Norte se posa sobre permahielo. Atrapado entre estos terrenos y vegetación congelados hay más del doble de carbón del que hay en la atmósfera.

A medida que el combustible fósil que se quema va calentando la Tierra, el suelo se derrite y permite a los microbios consumir materia orgánica enterrada y liberar dióxido de carbono y metano efímero, que es 25 veces más potente que los gases de efecto invernadero (como el CO2).

Las temperaturas del permahielo del Ártico han ido aumentando desde, por lo menos, la década del 70 – y tanto se han incrementado que algunos pequeños derretimientos ya han comenzado en varios lugares. Pero la mayor parte de este terreno congelado aún está protegido por una capa activa de suelo que se congela y derrite en su superficie.

Ahora están apareciendo signos que indican que el congelamiento anual podría cambiar rápidamente.

Unos 17 kilómetros río abajo del lugar en donde los Zimov comenzaron a perforar, Mathias Goeckede, del Instituto Max Planck de Biogeoquímica de Alemania, se pasa semanas cada verano atravesando desmoronadas pasarelas sobre el mullido suelo siberiano. Lo que él hace es rastrear el intercambio de carbono entre la tierra y la atmósfera.

Las medidas en su sitio muestran que, en cinco años, la profundidad de la nieve se ha duplicado. Cuando la nieve excesiva cubre el suelo, el calor debajo de la superficie puede no disiparse durante el invierno. La información proveniente de una perforación en el sitio Goeckede parece capturar el fenómeno: en abril, las temperaturas a 33 centímetros bajo tierra aumentaron aproximadamente 10 grados Fahrenheit en el mismo periodo de cinco años.

"Esto es solo un sitio, y es solo cinco años, por lo que debe ser considerado solo como un ejemplo práctico", afirma Goeckede. "Pero si lo asumes como tendencia, o crees que va a continuar así, se vuelve alarmante", agrega.

A miles de kilómetros, Vladimir Romanovsky observó algo similar. Romanovsky, experto en permahielo de la Universidad de Alaska, Fairbanks, dirige algunos de los sitios de monitoreo de permahielo más extensos en América del Norte, con registros detallados de 25 años de antigüedad, y en algunos casos, más antiguos.

"En el caso de todos los años anteriores a 2014, el congelamiento completo de la capa activa tendría lugar a mediados de enero", indica. "Desde 2014, la fecha del congelamiento ha cambiado a fines de febrero e incluso marzo", añade.

Pero este invierno, Fairbanks también observó nieve extremadamente intensa. Y, oficialmente y por primera vez, la capa activa en dos de los sitios de Romanovsky no se congelaron en absoluto.

"En verdad, es un umbral muy importante", agrega.

Motivos para ser escépticos

Por supuesto y como es sabido, el clima ártico es variable. Algunos años de nieve intensa en algunas regiones podría dar lugar rápidamente a un gran periodo de años de frío seco.

Algunos científicos también están divididos con respecto al trabajo de los Zimovs, que no es tan riguroso como los trabajos a los que varios investigadores occidentales están acostumbrados. Los hallazgos de los Zimovs no incluyeron datos de temperatura ni pudieron indicar registros a largo plazo. Muchos de los sitios que examinaron también habían sido afectados por la actividad de los seres humanos o animales no nativos, lo cual causa que el suelo sea más susceptible al calentamiento.

"Cavar orificios en varios lugares no es un estilo de ciencia muy riguroso", indica Matt Sturm, experto en nieve de la Universidad de Alaska, Fairbanks.

Charles Koven, experto en permahielo en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, ve la causa del escepticismo y busca mayor investigación. "No sé qué pensar sin saber más sobre la historia de estos sitios", señala. "Por otro lado, no queremos ignorar las señales de advertencia si están allí", agrega.

Además, en comparación con Romanovsky y Goekede, que son investigadores metódicos y medidos, Sergey Zimov es una especie de "filósofo catastrófico", que se inclina por proyecciones pesimistas y grandes gestos. Junto con su hijo, están detrás de Pleistocene Park, una región en su trecho de Siberia rodeada por grandes mamíferos importados, desde bisontes hasta yakes y caballos. Forma parte de un experimento para imitar el ecosistema de estemas de mamutes que terminó hace 12.000 años atrás para ver cómo responde el permahielo.

Al mismo tiempo, Sergey Zimov también fue uno de los primeros científicos del mundo en demostrar que Siberia tiene grandes reservas de permahielo especialmente rico en carbono; ha trabajado en Cherskiy por más de 40 años, y varios investigadores le tienen una gran estima.

"Conoce tanto el lugar que muy pocas veces se equivoca", señala Katey Walter Anthony, profesora adjunta en la Universidad de Alaska, Fairbanks, que estudia el metano en los lagos del Ártico. "Es valioso que él crea que un proceso es importante", añade.

Romanovsky también conoce a los Zimovs, y menciona que ,a pesar de que desea que su trabajo hubiera incluido datos sobre las temperaturas, comprobar la profundidad del congelamiento es un enfoque coherente. "Aún es un método convincente", afirma Romanovsky. "Para mí, solo significa que no es 100 %", añade.

Tampoco queda claro la extensión de la región que representan los descubrimientos de Romanovsky y los Zimovs. Es un tamaño de muestra pequeño.

Pero Romanovsky menciona que sus sitios fueron elegidos porque prácticamente representan Alaska Central.

"Por eso, suponemos que el congelamiento no ocurrió este invierno en grandes áreas en la región Interior Alaska", cuenta.

E incluso los científicos incómodos con los datos limitados señalan que la posibilidad de que algo tan fundamental pueda cambiar tan rápidamente les da una pausa.

"Es preocupante", dice Sue Natali, experta en permahielo, también con Woods Hole, quien vio una capa activa que no se volvió a congelar recientemente durante un viaje de investigación a la región del Yukón de Alaska. "El hecho de que pasen cosas que no han pasado en la vida de los científicos que las estudian debería inquietarnos".

Un ciclo que se acelera

Las apuestas son altas. Si la capa activa de una región deja de congelarse de manera constante, las consecuencias pueden ser veloces. Una vez descongelados, los microbios del suelo en la capa activa pueden descomponer material orgánico y liberar gases de infecto invernadero todo el año, no solo en verano. Y expone el permahielo a más calor, por eso, esa capa también puede empezar a derretirse y a liberar gases.

En suelos ricos en hielo, como Siberia, el suelo puede desplomarse. Esto puede provocar que las calles y los edificios cedan, y que las bóvedas de hielo colapsen. Estas depresiones también alteran el paisaje al formar huecos y surcos donde puede acumularse nieve, calentando aún más el suelo en invierno. Estos huecos pueden llenarse con lluvia y nieve derretida, lo que forma nuevos pantanos y lagos de tundra, los cuales emiten grandes cantidades de metano.

El movimiento de toda esta cantidad de agua, por encima y debajo del suelo, puede transportar grandes cantidades de calor, apresurando el derretimiento. El colapso del permahielo puede comenzar alimentándose a sí mismo, liberando más gases de efecto invernadero, lo cual impulsa un mayor calentamiento.

Nadie espera que, alguna vez, el permahielo libere todo su carbono almacenado. La mayoría de los modelos sugieren que solo entre el 10% y el 20%, como máximo, se escaparía, incluso en situaciones de grandes emisiones a cargo de los seres humanos.

Pero más de una decena de científicos especializados en las condiciones climáticas del Ártico contactados por National Geographic concuerdan en que los datos de este año de la capa activa destacan las limitaciones de los modelos climáticos mundiales. Los sofisticados programas informáticos que pronostican los futuros escenarios climáticos, en general usados por las personas encargadas de tomar las decisiones del gobierno, simplemente no pueden capturar cambios importantes en el permahielo.

"Cuando simulamos estas cosas, existe una cantidad de procesos que los modelos no incluyen—procesos que multiplican la transferencia de calor", menciona Daniel Fortier, profesora adjunta de geografía de la Universidad de Montreal. "Creo que es seguro decir que las cosas están sucediendo más rápido de lo que esperábamos".

Por ejemplo, los científicos han sabido por mucho tiempo que la pérdida de hielo del mar y el aumento de las temperaturas, con el tiempo, causaría más nieve en el Ártico, que los modelos pueden incorporar. Pero esas mismas simulaciones son mucho menos confiables al intentar realizar un seguimiento de los cambios de cascadas en tipos de suelo, vegetación superficial, derretimiento del hielo y el flujo del agua que provendrá del aumento de las temperaturas y toda esa nieve, lo cual podría sustancialmente adelantar el derretimiento del permahielo.

"Los modelos no pueden controlar esos cambios en el paisaje, todos esos procesos que podrían generar un cambio rápido", indica David Lawrence, modelizadora del permahielo del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder. "Y pasará mucho tiempo antes de que puedan".

Menciona que para el momento en que se detecten algunos cambios, una transición importante podría estar en proceso. Eso significa que los legisladores y el público en general podrían no comprender los verdaderos riesgos.

"La mayoría de los modelos no proyectan liberaciones de carbono significativas hasta más allá de 2100", señala Walter Anthony. Ese podría ser el caso. Pero también es posible que, según menciona: "en verdad, podría pasar durante la vida de mis hijos o la mía".