Un nuovo studio collaborativo ha studiato le interazioni arbusto artico-neve per ottenere una migliore comprensione della tundra dell'estremo nord e del vasto sistema di permafrost. Incorporando ampie osservazioni in situ, Gli scienziati del Los Alamos National Laboratory hanno testato le loro teorie con un nuovo modello computerizzato 3D e hanno confermato che gli arbusti possono portare a un significativo degrado dello strato di permafrost che è rimasto congelato per decine di migliaia di anni. Queste interazioni stanno determinando un aumento degli scarichi di acqua dolce nei fiumi, laghi e oceani.

"L'Artico si sta attivamente rendendo più verde, e gli arbusti stanno fiorendo in tutta la tundra. Mentre la neve isolante si accumula in cima ad alti arbusti, aumenta notevolmente il riscaldamento del suolo, " ha detto Cathy Wilson, Scienziato di Los Alamos sul progetto. "Se la tendenza all'aumento della vegetazione in tutto l'Artico continua, è probabile che assisteremo a un forte aumento del degrado del permafrost".

Il team ha studiato le interazioni tra arbusti, permafrost, e aree sotterranee chiamate taliks. I talik sono terreno non ghiacciato vicino al permafrost causato da un'anomalia termica o idrologica. Alcuni talik simili a tunnel chiamati "attraverso talik" si estendono su spessi strati di permafrost.

Risultati dello studio di Los Alamos pubblicati su Lettere di ricerca ambientale questa settimana ha rivelato che attraverso talik sviluppati dove era intrappolata la neve, riscaldato il terreno e creato un percorso per far scorrere l'acqua attraverso il permafrost profondo, determinando in modo significativo lo scongelamento e probabilmente aumentando il flusso di acqua e carbonio disciolto verso i fiumi, laghi e l'oceano. Le simulazioni al computer hanno anche dimostrato che lo strato attivo scongelato era anormalmente più profondo vicino a questi attraverso talik, e che l'aumento della crescita degli arbusti aggrava questi impatti. In particolare, il team ha sottratto le tendenze del riscaldamento dai dati meteorologici utilizzati per guidare le simulazioni, confermando così che le interazioni arbusto-neve stavano causando il degrado anche in assenza di riscaldamento.

Il team di Los Alamos e i collaboratori del programma Arctic del Dipartimento dell'Energia (DOE) Office of Science's Next-Generation Ecosystem Experiments, che finanzia questo progetto, utilizzato un nuovo modello in scala fine sviluppato da Los Alamos, il Simulatore Terrestre Avanzato (ATS). Incorpora la fisica del suolo e cattura le dinamiche del permafrost. Il team ha ripetutamente testato i risultati rispetto ai dati sperimentali della penisola di Seward in Alaska.

"Queste simulazioni di formazione attraverso talik forniscono indizi sul motivo per cui stiamo assistendo a un aumento delle scariche invernali nell'Artico, " ha affermato Elchin Jafarov, associato di ricerca post-dottorato di Los Alamos, primo autore sulla carta.

Questo modello è il primo a mostrare come la neve e la vegetazione interagiscono per influenzare l'idrologia del permafrost con la formazione di talik su un pendio, prevalente sul terreno dell'Alaska. Il gruppo, compresi i collaboratori dell'Oak Ridge National Laboratory e dell'Università dell'Alaska, ha studiato la velocità con cui i talik si sono sviluppati a diverse profondità del permafrost, il loro impatto sull'idrologia e come hanno interrotto e alterato il permafrost continuo.