Prevedere come cambia il carbonio nel suolo quando cambia il permafrost non è facile. Il diverso terreno dell'Alaska rende difficile ottimizzare il posizionamento dei siti di raccolta dati. I ricercatori hanno utilizzato un approccio geospaziale che integra le osservazioni con il clima, copertura del suolo (macchia, foresta, eccetera.), geologia e altro. Hanno determinato che erano necessari 484 nuovi siti per migliorare le stime degli stock di carbonio in diverse condizioni ambientali.

I suoli colpiti dal permafrost immagazzinano uno dei più grandi serbatoi di carbonio organico del pianeta. In che modo i cambiamenti ambientali potrebbero influenzare questo carbonio, compreso il rilascio in aria, non sono molto conosciuti. La grandezza, vulnerabilità, e la distribuzione spaziale degli stock di carbonio nel suolo sono le principali fonti di incertezza. Lo studio offre posizioni per guidare nuove osservazioni sul campo. I dati raccolti limiteranno le incertezze nelle stime del carbonio nel suolo. Inoltre, i siti forniranno solidi benchmark spaziali per lo studio della Terra.

Rappresentare l'eterogeneità spaziale della superficie terrestre è una sfida scientifica fondamentale per la progettazione di schemi di osservazione per stimare in modo affidabile le proprietà del suolo. Guidato dai ricercatori dell'Argonne National Laboratory, un team ha sviluppato un approccio geospaziale per identificare una distribuzione ottimale dei siti di osservazione per migliorare la caratterizzazione degli stock di carbonio organico del suolo in tutta l'Alaska. Utilizzando i dati ambientali che si prevede influenzino la formazione del suolo come proxy per rappresentare la distribuzione spaziale degli stock di carbonio organico nel suolo, gli scienziati hanno stabilito che sarebbero stati necessari 484 nuovi siti di osservazione per integrare i dati dei campioni esistenti. I siti aggiunti consentirebbero ai ricercatori di caratterizzare gli stock medi di carbonio organico del suolo a profilo intero in tutta l'Alaska con un intervallo di confidenza di 5 kg C m ^-2 . Però, stimare solo una sottosezione dell'intero profilo a 0 m – 1 m e 0 m – 2 m, raggiungere la stessa fiducia richiederebbe 309 e 446 nuovi siti di osservazione, rispettivamente.

Le nuove esigenze di osservazione sono maggiori per la macchia (principalmente tundra) rispetto ai tipi di copertura forestale, e le ecoregioni dell'Alaska sudoccidentale sono tra le più sottocampionate. Il numero e le posizioni delle osservazioni richieste non sono molto alterate dai cambiamenti nelle variabili climatiche fino al 2100, come previsto dal Gruppo intergovernativo sugli scenari di emissione dei cambiamenti climatici. I risultati dello studio servono come guida per i futuri sforzi di campionamento per ridurre l'incertezza esistente nelle osservazioni del carbonio organico del suolo e migliorare i parametri di riferimento per i risultati del modello del sistema terrestre.