El permafrost que se descongela podría liberar el carbono almacenado en la atmósfera.
La mitigación del cambio climático tiene el potencial de frenar o detener este deshielo y las emisiones posteriores.
Son fundamentales los modelos mejorados para comprender la posible contribución del deshielo del permafrost al clima mundial.
En vastas extensiones de las zonas más elevadas del hemisferio norte, el suelo congelado contiene miles de millones de toneladas de carbono.
A medida que aumentan las temperaturas globales, este terreno de «permafrost» corre un riesgo cada vez mayor de descongelarse, lo que podría liberar a la atmósfera el carbono que almacena desde hace mucho tiempo.
El deshielo abrupto del permafrost es uno de los «puntos de inflexión» que se mencionan con más frecuencia y que podrían cruzarse en un mundo en calentamiento. Sin embargo, la investigación sugiere que, aunque este deshielo ya está en marcha, puede frenarse mediante la mitigación del cambio climático.
Sin embargo, lo irreversible es la liberación del carbono que ha sido —y está siendo— emitido. El carbono liberado del permafrost pasa a la atmósfera y permanece allí, agravando el calentamiento global.
En resumen, lo que ocurre en el Ártico no se queda en el Ártico.
El permafrost y el clima mundial
El permafrost es el suelo que ha permanecido congelado durante al menos dos años consecutivos. Su espesor va desde menos de un metro hasta más de un kilómetro. Normalmente, se encuentra bajo una «capa activa» que se descongela y vuelve a congelarse cada año.
Un clima en calentamiento pone en riesgo este suelo permanentemente congelado. Cuando las temperaturas aumentan, el permafrost se descongela; no se derrite.
Existe una analogía sencilla: compárese lo que ocurre con un cubito de hielo y con un pollo congelado cuando se sacan del congelador. A temperatura ambiente, el primero se habrá derretido, dejando un pequeño charco de agua, mientras que el pollo se habrá descongelado, quedando como pollo crudo. Con el tiempo, ese pollo empezará a descomponerse.
Esto es exactamente lo que le sucede al permafrost cuando aumentan las temperaturas. Una cuarta parte de la superficie terrestre del hemisferio norte está cubierta por permafrost, que actúa como un gigantesco congelador de la Tierra y mantiene congeladas enormes cantidades de materia orgánica.
Este material orgánico incluye los restos de plantas, animales y microbios muertos que se acumularon en el suelo y quedaron congelados en el permafrost hace miles de años.
Las temperaturas del Ártico han aumentado más de el doble de rápido que el promedio mundial. Esto ha provocado el deshielo del permafrost en muchos lugares y ha despertado a microbios que estaban inactivos, que descomponen el material orgánico y liberan CO2 o metano a la atmósfera.
Ambos gases son de efecto invernadero, pero el metano es entre 28-36 veces más potente que el CO2 en un siglo. Sin embargo, hay más CO2 que metano en la atmósfera, y el metano se oxida a CO2 en escalas de tiempo de aproximadamente una década. Por ello, es el cambio en la concentración atmosférica de CO2 lo que realmente importa para el cambio climático a largo plazo.
Liberación de carbono del permafrost
Entonces, ¿qué papel desempeñará el permafrost en las emisiones de carbono futuras? ¿Existe un punto de inflexión que podría desencadenar un deshielo rápido?
Los científicos estiman que hay aproximadamente el doble de carbono almacenado en el permafrost que el que circula en la atmósfera. Esto equivale a entre 1460 000 millones y 1600 000 millones de toneladas de carbono.
La mayor parte se encuentra actualmente congelada y conservada, pero si incluso una pequeña fracción se liberara a la atmósfera, las emisiones probablemente serían grandes, potencialmente de magnitud similar a la liberación de carbono de otros flujos ambientales, como la deforestación.
Esto seguiría siendo unas un orden de magnitud menor que las emisiones derivadas de la quema de combustibles fósiles hacia finales de este siglo. No obstante, cada molécula adicional de CO2 o metano que se añada a la atmósfera acelera el cambio climático y afecta a todo el planeta y a su clima.
Según el conocimiento actual, la liberación de carbono del permafrost es un proceso gradual y sostenido que añade continuamente carbono a la atmósfera, reforzando así el calentamiento.
Una vez que la materia orgánica del permafrost se descompone y libera CO2 y metano, no hay forma de recuperarla. En este sentido, el deshielo del permafrost es irreversible, cumpliendo una de las condiciones de la definición de punto de inflexión.
Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que, si el aumento de la temperatura se redujera y se detuviera, el deshielo del permafrost también se ralentizaría y, potencialmente, se detendría, evitando así nuevas emisiones.
Esto sugiere que el permafrost, en su conjunto, no habrá pasado a un estado completamente nuevo, como ocurre con algunos puntos de inflexión, como el deshielo de la capa de hielo de Groenlandia. Por ello, sería posible evitar nuevas emisiones si se detuviera el calentamiento global.
Pero, en las circunstancias actuales, el deshielo del permafrost ya se ha observado en numerosos lugares del Ártico. Y, como señala el reciente informe especial sobre el océano y la criosfera del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), el calentamiento de este siglo provocará emisiones considerables procedentes del permafrost:
Para 2100, el área de permafrost cercano a la superficie disminuirá entre un 2 y un 66 % para RCP2.6 y entre un 30 y un 99 % para RCP8.5. Esto podría liberar decenas a cientos de gigatoneladas de carbono en forma de CO2 y metano a la atmósfera en el escenario RCP8.5, con el potencial de acelerar el cambio climático.
Cómo dar certeza a la liberación de carbono del permafrost
La contribución final del carbono del permafrost al cambio climático depende de diversos factores: por ejemplo, qué cantidad del carbono saldrá como CO2 o metano, y cuánto pueden compensar las plantas y los árboles parte de la liberación adicional de carbono.
La degradación del permafrost puede producirse como un deshielo gradual de arriba hacia abajo o como un colapso abrupto del suelo que se descongela. Ambos procesos liberan carbono a la atmósfera.
El deshielo gradual de arriba hacia abajo es consecuencia de temperaturas del aire más cálidas, que hacen que el suelo se descongele desde la superficie hacia abajo, mientras que el deshielo abrupto se produce de forma repentina e impredecible.
El permafrost puede contener hasta un 80 % de hielo. Si el hielo se derrite (recuérdese que el hielo sí se derrite, aunque el suelo no), el terreno colapsa de repente y las capas profundas quedan expuestas a la temperatura del aire.
El terreno que colapsa puede dejar el paisaje salpicado de lagos «termokarst», llenos de agua de deshielo, lluvia y nieve. Estas condiciones húmedas pueden favorecer la liberación del gas de efecto invernadero más potente, el metano.
En las zonas elevadas, el drenaje natural crea condiciones de suelo más secas tras el deshielo del permafrost, lo que acelera la descomposición de la materia orgánica y libera grandes cantidades de CO2. El impacto final de la liberación de carbono del permafrost será mayor cuando un porcentaje mayor de la zona de permafrost se seque tras el deshielo.
La fracción del paisaje que se volverá más húmeda o más seca tras el deshielo depende de la distribución del hielo del suelo, pero las mediciones actuales del hielo son solo esporádicas, y una mejor cobertura espacial y mediciones más actualizadas son urgentemente necesarias.
Otro factor importante en el balance de carbono de la zona de permafrost es la absorción de carbono por parte de las plantas. La pregunta es cuánto de la liberación de carbono del permafrost que se descongela puede compensarse con un mayor crecimiento vegetal. Las plantas absorben carbono de la atmósfera y lo utilizan para crecer y mantener su metabolismo.
Las condiciones más cálidas en el Ártico y todos los cambios asociados estimulan el crecimiento de las plantas, lo que significa que parte del carbono añadido a la atmósfera por el permafrost que se descongela es absorbido gracias al impulso del crecimiento vegetal. Pero no está claro cuánto carbono compensarán las plantas ni cuán sostenido será este proceso.
Mejorar las proyecciones de los modelos sobre la liberación de carbono del permafrost es fundamental para determinar el impacto global del deshielo del permafrost en el clima mundial. Resultados recientes del Ártico canadiense muestran que el deshielo del permafrost se está produciendo mucho antes de lo que los científicos esperaban según las proyecciones actuales de los modelos.
Por el momento, los modelos solo tienen en cuenta el deshielo gradual de arriba hacia abajo, pero estimaciones recientes muestran que el deshielo abrupto y el colapso del suelo podrían duplicar la liberación de carbono del permafrost. Una cosa está clara: cuanto menos aumenten las temperaturas en el Ártico, más permanecerá congelado el permafrost y más carbono quedará retenido en el permafrost.
Hidratos de metano
A menudo se menciona en el mismo contexto que el deshielo del permafrost el posible peligro asociado a la descomposición de los hidratos de metano, también conocidos como «clatratos». Se trata de un «hielo» de metano que se forma a bajas temperaturas y altas presiones en los sedimentos marinos de los márgenes continentales o dentro y debajo del permafrost.
Preocupan especialmente los hidratos de metano almacenados bajo la plataforma ártica de Siberia Oriental (ESAS, por sus siglas en inglés), una región costera poco profunda al norte de Rusia. Los estudios han sugerido que el permafrost que se descongela está liberando este metano, que sale burbujeando del agua de mar. Esto ha dado lugar a investigaciones que advierten de que la liberación de grandes cantidades de metano podría tener «consecuencias catastróficas para el sistema climático» y informes de los medios de comunicación sobre una inminente «bomba de tiempo de metano».
En conversación con la Dra. Carolyn Ruppel, científica jefe del Proyecto de Hidratos de Gas del Servicio Geológico de Estados Unidos, me explica que los hidratos de metano atrapan alrededor de una sexta parte del carbono del metano de la Tierra y que algunos depósitos podrían, de hecho, estar degradándose ya a medida que el clima se calienta. Pero afirma:
Si el metano liberado durante la degradación de los hidratos de gas llega al océano, lo consumirían principalmente las bacterias de la columna de agua y no llegaría a la atmósfera. En las zonas de permafrost, los hidratos de gas en degradación suelen estar profundamente enterrados, por lo que el deshielo del permafrost es el contribuyente más importante a las emisiones de gases de efecto invernadero.
Aunque puede haber «un escape sustancial de metano desde las plataformas continentales árticas en zonas de permafrost submarino en deshielo», afirma Ruppel, «los estudios han demostrado que las tasas de flujo probablemente están sobrestimadas y que la fuente más probable del metano que escapa no son los hidratos que se descongelan». Añade:
Los hidratos asociados al permafrost no están tan extendidos y suelen encontrarse a mayor profundidad que las fuentes más someras de metano, que pueden escapar con más facilidad a la atmósfera.
Así pues, las investigaciones más recientes sugieren que una bomba de metano procedente del deshielo de los hidratos no está en el horizonte. Sin embargo, en el caso del permafrost, la ciencia muestra que el deshielo ya está en marcha y que el carbono que libera ya contribuye al calentamiento de nuestro clima.
