Las turberas ricas en carbono de Europa y Siberia occidental contienen alrededor de 40.000 millones de toneladas de carbono, aproximadamente el doble de lo que almacenan los bosques de Europa.
Sin embargo, un estudio reciente concluye que, con un escenario de calentamiento moderado, alrededor del 75 % de esta zona podría ser demasiado cálida o húmeda para mantener el permafrost hacia la década de 2060.
Si este permafrost comienza a derretirse, podría liberar carbono acumulado durante siglos y milenios.
Grandes extensiones del norte de Europa y Siberia occidental podrían volverse «climáticamente inadecuadas» para las turberas de permafrost ricas en carbono en unas pocas décadas, incluso con escenarios de calentamiento moderado, advierte un nuevo estudio.
Estos paisajes ricos en carbono abarcan más de 1,4 millones de kilómetros cuadrados (km2) y contienen alrededor de 40.000 millones de toneladas de carbono, aproximadamente el doble de lo que almacenan los bosques de Europa.
El estudio concluye que, con un escenario de calentamiento moderado, alrededor del 75 % de esta zona podría ser demasiado cálida o húmeda para mantener el permafrost hacia la década de 2060. Sin embargo, subrayan los investigadores, sigue sin estar claro cuánto carbono se liberará y en qué plazos.
También advierten que algunas zonas del norte de Europa podrían estar cerca de un «punto de inflexión», más allá del cual sus turberas en deshielo no podrán recuperarse. Pero, señalan, si se adoptan medidas contundentes de mitigación del cambio climático, algunas zonas de Siberia occidental conservarían un clima adecuado hasta la década de 2090 e incluso podrían permitir la formación de nuevas turberas después de que el calentamiento alcance su máximo.
Un investigador que no participó en el estudio declara a Carbon Brief que este es «una pieza crucial» para comprender cómo responderán las turberas de permafrost a un clima más cálido.
«Punto de inflexión»
Las turberas de permafrost almacenan unos 185.000 millones de toneladas de carbono (GtC), casi la mitad del carbono orgánico del suelo que contienen las turberas del hemisferio norte. Bajo una «capa activa», que se descongela y vuelve a congelarse cada año, el suelo helado retiene carbono acumulado durante siglos y milenios.
Como permanecen congeladas de forma perpetua, estas turberas son muy susceptibles a los efectos del cambio climático. Cuando la turba antes congelada se descongela, los microbios comienzan a degradar el material orgánico enterrado desde hace mucho tiempo. Según las condiciones, esto puede liberar CO2, metano y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera.
A los investigadores les preocupa especialmente la posibilidad de alcanzar un «punto de inflexión» del permafrost. Aunque en algunos casos el permafrost se descongela lentamente, en determinadas condiciones los paisajes pueden colapsar con rapidez.
Dra. Christina Schädel, ecóloga de ecosistemas de Northern Arizona University, que no participó en el estudio, declara a Carbon Brief:
«Cuando las temperaturas suben, los microbios se activan y descomponen el material que hay allí. Así que ese carbono se perderá para siempre, y llevaría muchísimo más tiempo devolver al suelo cualquier cantidad adicional de carbono».
Los gases de efecto invernadero que el permafrost en deshielo libera a la atmósfera actúan entonces como una retroalimentación positiva, que aumenta aún más el calentamiento.
Sin embargo, añade Schädel: «Importa hasta dónde lleguemos». Aunque la pérdida de carbono del permafrost descongelado es irreversible, frenar el calentamiento puede ralentizar e incluso detener el deshielo posterior, como explicó en una publicación invitada para Carbon Brief en 2020.
El nuevo estudio, publicado en Nature Climate Change, se centra en dos tipos de formas del relieve de las turberas de permafrost: las «palsas», también conocidas como mesetas de turba, y las turberas poligonales.
Las palsas son montículos elevados de turba congelada, desde varios metros hasta varios kilómetros de diámetro. Se encuentran dispersas y más al sur que las turberas poligonales. En cambio, las turberas poligonales son paisajes congelados continuos. Se encuentran en las regiones más frías y secas del extremo norte.
Debido a su pequeño tamaño, es muy difícil detectar las palsas con herramientas de teledetección, como los satélites, afirma la Dra. Carolina Voigt, biogeoquímica de la University of Eastern Finland que no participó en el estudio. Por eso, muchas de estas formaciones están «cartografiadas de forma deficiente», afirma.
Para determinar la extensión actual de las turberas, los investigadores revisaron la bibliografía en busca de descripciones y ubicaciones de palsas y turberas poligonales, y luego cartografiaron esas coordenadas. Centraron sus esfuerzos en Siberia occidental y Fennoscandia —la región que comprende Noruega, Suecia, Finlandia y partes de Rusia.
Aunque también hay grandes cantidades de carbono congelado en otras partes de Siberia y en América del Norte, los datos de esas regiones son menos abundantes, lo que dificulta validar los resultados de los modelos, afirma Richard Fewster, doctorando en geografía física en la University of Leeds, quien dirigió el nuevo estudio.
Fewster y sus colegas cotejaron sus mapas de turberas con mapas del carbono orgánico del suelo publicados anteriormente, para determinar cuánto carbono corría peligro a medida que el clima se volvía menos adecuado para el permafrost.
Climas adecuados
Para entender cómo cambiaría con el tiempo la zona climática adecuada, los investigadores emplearon un modelo de «envolvente climática». Al relacionar la presencia de turberas de permafrost con distintas variables climáticas, estimaron los rangos de temperatura y precipitación adecuados para cada uno de los dos paisajes de permafrost.
Realizaron el análisis para un período de referencia de 1961-90 y con distintas proyecciones del cambio climático de la última generación del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6).
Fewster y sus colegas seleccionaron un escenario de mitigación contundente (SSP1-2.6), dos escenarios de mitigación moderada (SSP2-4.5 y SSP3-7.0) y un escenario de emisiones muy elevadas (SSP5-8.5). (Véase la explicación de Carbon Brief para obtener más información sobre estos escenarios).
Las figuras siguientes muestran cómo se prevé que se contraiga la envolvente climática adecuada en cada uno de los cuatro escenarios de calentamiento; los tonos azules indican la idoneidad para las palsas, las turberas poligonales o ambas.
Carbono en riesgo
Con el escenario de mitigación contundente, los modelos proyectan una gran reducción de la envolvente climática adecuada para las turberas de permafrost en las próximas décadas, especialmente en Fennoscandia. Para el transcurso de esta década, prevén una contracción del 38 % de la zona adecuada para las palsas; en Fennoscandia, la contracción durante ese período será de casi el 90 %.
Las simulaciones muestran que el espacio climático adecuado para las palsas seguirá reduciéndose en unos 70.000 km2 por década hasta la década de 2070. Sin embargo, el enfriamiento de finales de siglo provocado por las contundentes medidas de mitigación podría permitir una recuperación parcial del clima en Siberia occidental.
Con esta recuperación, prevén una pérdida neta del 58 % de la zona adecuada para finales de siglo.
Pero ni siquiera con este escenario de mitigación contundente los modelos proyectan que se recupere el espacio climático adecuado en Fennoscandia, lo que, según escriben los autores, sugiere que esas turberas están cerca de alcanzar un punto de inflexión o ya lo han superado.
Si no se adoptan estas medidas contundentes de mitigación, el panorama es aún más sombrío, afirma Fewster. Para la década de 2060, se perderá el 75 % de la envolvente climática adecuada para las palsas con el escenario SSP2-4.5. Con el escenario de emisiones más elevadas, la pérdida alcanza el 93 %.
La zona climáticamente adecuada para las turberas poligonales se contraerá aún más: entre el 93 % y el 99,9 %, según el escenario de calentamiento.
Para la década de 2090, la zona con un clima adecuado para las palsas se habrá contraído un 87 %, un 98 % y un 100 % con los escenarios de emisiones moderadas, altas y muy altas, respectivamente. Los autores señalan que existe un acuerdo «sólido» entre modelos respecto a estas cifras. Esta pérdida casi total de clima adecuado pondrá en riesgo entre 37 GtC (SSP2-4.5) y 39,5 GtC (SSP5-8.5).
A diferencia del escenario de mitigación contundente, ninguno de estos escenarios ofrece posibilidad alguna de recuperación climática, afirma Fewster. Declara a Carbon Brief:
«En última instancia, el escenario de mitigación moderada conducirá a trayectorias similares a las de los peores escenarios; simplemente tardará un poco más en llegar a ellas. Mostramos que, en realidad, solo con ese escenario de mitigación climática muy contundente se restringen de algún modo las zonas que pasarán a ser demasiado cálidas y húmedas».
Añade:
«Esto pone de relieve que ese escenario de mitigación climática contundente es muy distinto de los demás».
Las figuras siguientes muestran la cantidad de carbono almacenada en las turberas dentro de la envolvente climática adecuada en cada década y para cada escenario de calentamiento. El panel superior muestra el carbono de las palsas y el inferior, el almacenado en las turberas poligonales. Los escenarios de calentamiento están codificados por colores, desde SSP1-2.6 (verde) hasta SSP5-8.5 (rojo). La línea negra discontinua muestra la cantidad de carbono almacenada con las condiciones climáticas «modernas» de 1961-90.
«Sin una respuesta realmente clara»
Fewster señala que, es importante, el modelo no dice nada sobre cuánto carbono se liberará de estas zonas ni en qué plazo podría producirse esa liberación. Declara a Carbon Brief:
«En definitiva, sigue sin estar claro si esas turberas liberarán gran parte de ese carbono o si los aumentos posteriores de las tasas de acumulación de turba y de la productividad vegetal compensarán de hecho algunas de esas pérdidas, al almacenar carbono nuevo en el suelo… No estamos diciendo que en ese período vaya a desaparecer todo y se vaya a liberar todo. No podemos afirmarlo a partir de nuestros modelos y es muy improbable que eso ocurra».
Sin embargo, hay varias incógnitas que el estudio no puede tener en cuenta, afirma Fewster. El elevado contenido de materia orgánica de la turba «actúa como una manta aislante» para los suelos que hay debajo. Esto significa que transcurrirá cierto tiempo entre el momento en que las temperaturas superen el rango climáticamente adecuado y aquel en que se descongele el permafrost.
La duración de este desfase sigue siendo muy incierta. En algunos lugares, el deshielo del permafrost se ha producido en unos pocos años; en otros, el permafrost ha persistido durante una década o más. En Fennoscandia, donde gran parte del paisaje ya está fuera de la envolvente climática adecuada, las turberas en deshielo son habituales.
«En Finlandia lo observamos muy bien», afirma Voigt. «Es un proceso que ya ha comenzado».
Otra gran incógnita es cómo responderá la vegetación. A medida que aumenten las temperaturas, nuevos paisajes podrían volverse más propicios para la vida vegetal, lo que podría compensar parte del carbono perdido de la turba.
Fewster plantea la hipótesis de que las turberas poligonales actuales podrían transformarse en palsas a medida que las turberas comiencen a descongelarse parcialmente, pero, declara a Carbon Brief, esto «prácticamente no se ha observado antes en los registros».
Voigt declara a Carbon Brief que «es interesante pensar» en esta migración hacia el norte de los tipos de cubierta terrestre y la vegetación. Añade que otros estudios apenas han abordado esta posibilidad.
No hay «una respuesta realmente clara» sobre la rapidez con que se liberaría el carbono de las turberas descongeladas, afirma la Dra. Kimberley Miner, científica del clima del Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Miner, que no participó en el estudio, declara a Carbon Brief:
«Hay todo un campo de investigación dedicado a responder esa pregunta».
Varios investigadores que no participaron en el estudio elogiaron la exhaustividad del trabajo y que analizara distintos escenarios de mitigación.
Miner lo califica de «estudio interesante e importante» y afirma que es una «buena aplicación de indicadores tanto científicos como de políticas públicas». Declara a Carbon Brief:
«Estudiar las turberas de permafrost es fundamental para comprender la transformación del paisaje ártico. Este artículo es otro gran paso en esa dirección».
Schädel también señala que el enfoque en las políticas públicas es una contribución importante del trabajo. Declara a Carbon Brief:
«No se limitaron a hablar de lo mal que están las cosas; de hecho, muestran que, si seguimos el mejor camino posible, podemos proteger gran parte del carbono que contienen y proteger mucho mejor esos ecosistemas… Creo que eso es importante para que el trabajo sea pertinente para las políticas públicas. Hay que mostrar cuáles son los impactos si se toman medidas».
