Il permafrost è un terreno che rimane ghiacciato tutto l'anno; copre quasi un quarto della terra dell'emisfero settentrionale. Lo stato congelato del permafrost gli consente di immagazzinare grandi quantità di carbonio; circa il doppio rispetto all'atmosfera. La velocità e l'entità del futuro scongelamento del permafrost, e conseguente rilascio del suo carbonio, è difficile da prevedere dalle sole osservazioni moderne.

Però, una relazione cruciale del passato tra il ghiaccio marino estivo nell'Artico e il permafrost, scoperto in questo studio, ora è capito, con importanti implicazioni per il futuro.

Prof. Gideon Henderson, un autore dello studio con sede presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Oxford, ha dichiarato:"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che i tempi in cui il permafrost si scioglieva in passato non corrispondevano semplicemente ai tempi in cui la Terra era più calda, ma erano molto più probabili quando l'Artico era privo di ghiaccio in estate. Questa scoperta sul comportamento passato del permafrost suggerisce che la prevista perdita di ghiaccio marino artico in futuro accelererà lo scioglimento del permafrost attualmente presente in gran parte della Siberia».

Negli ultimi anni sono state osservate diminuzioni significative del ghiaccio marino artico, e si prevede che l'Artico sarà libero dal ghiaccio marino estivo nei prossimi decenni. È probabile che tale perdita di ghiaccio marino porti a un'accelerazione dello scongelamento del permafrost in Siberia e al conseguente rilascio di carbonio.

La nuova ricerca si basa su un impegnativo lavoro sul campo per scoprire ed esplorare le grotte siberiane. Le grotte sono potenti registratori di periodi in cui il permafrost era assente in passato. Stalagmiti, stalattiti e colate possono formarsi solo in presenza di acqua liquida, e quindi non quando il terreno sovrastante è permanentemente congelato. La presenza di stalagmiti nelle grotte sotto l'attuale permafrost dimostra quindi periodi in cui il permafrost era assente in passato.

Sviluppo di nuovi approcci per datare le stalagmiti utilizzando misurazioni di uranio naturale e piombo, consentono la datazione delle stalagmiti rinvenute – e quindi dei periodi di assenza di permafrost – nell'ultimo milione e mezzo di anni. Le stalagmiti sono cresciute in modo intermittente da 1, 500, 000 a 400, 000 anni fa, e non sono cresciuti negli ultimi 400, 000 anni. I tempi della formazione delle stalagmiti, e quindi assenza di permafrost, non si riferiscono semplicemente alle temperature globali del passato, ma sono notevolmente più comuni quando l'Oceano Artico era privo di ghiaccio marino estivo.

Questo studio mostra che diversi processi possono portare alla relazione tra il ghiaccio marino artico e il permafrost. L'assenza di ghiaccio marino porta ad un aumento del trasferimento di calore e umidità dall'oceano all'atmosfera e quindi all'aria più calda trasportata via terra in Siberia. Il trasporto di umidità aumenta anche la caduta di neve sulla Siberia durante i mesi autunnali. Questa coltre di neve isola il terreno dal freddo estremo degli inverni portando ad un aumento delle temperature medie annuali del suolo, destabilizzare il permafrost. Di conseguenza, nelle regioni con maggiore copertura nevosa e isolamento, il permafrost inizierà a scongelarsi, rilasciando anidride carbonica rimasta intrappolata per millenni.

Il documento "Evidenze paleoclimatiche del permafrost vulnerabile durante i periodi di ghiaccio marino basso" sarà disponibile online all'indirizzo Natura l'8 gennaio 2020,