Questa illustrazione dell'articolo mostra la posizione dei sensori di temperatura nel sito di ricerca di Dalton Highway. Credito:foto del drone di Soraya Kaiser; illustrazione distribuita sotto Creative Commons 4.0 International
Strade, ponti, le condutture e altri tipi di infrastrutture in Alaska e altrove nell'Artico si deterioreranno più rapidamente del previsto a causa dell'incapacità dei pianificatori di tenere conto dell'impatto delle strutture sul permafrost adiacente, secondo una ricerca di un esperto di permafrost dell'Università dell'Alaska Fairbanks Geophysical Institute e altri.
I ricercatori affermano che i pianificatori devono tenere conto delle ripercussioni laterali dei loro progetti oltre alla consueta proiezione degli effetti diretti dall'alto verso il basso.
La scoperta è stata presentata in un documento del 31 maggio in La criosfera , una pubblicazione dell'Unione europea di geoscienze.
Il professore di geofisica dell'UAF Geophysical Institute Vladimir Romanovsky è tra i 13 autori del documento. Il ricercatore principale del progetto è Thomas Schneider von Deimling dell'Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research di Potsdam, Germania.
La ricerca si è concentrata su una porzione della Dalton Highway sul North Slope dell'Alaska a circa 10 miglia a sud dei giacimenti petroliferi di Prudhoe Bay. I sensori hanno monitorato la temperatura in sette posizioni, tre a ovest della strada maestra e quattro a est.
I ricercatori hanno scoperto che lo scongelamento dall'alto verso il basso non è limitato all'area sotto il manto stradale. Hanno scoperto invece che il disgelo si diffonde verso l'esterno, portando alla destabilizzazione del terrapieno e del sottofondo e che è causato dalla formazione di talik - aree di terreno che si sono scongelate e rimangono non congelate tutto l'anno - sotto la punta di una carreggiata, la zona predisposta alla base del rilevato e a ridosso del terreno naturale.
Il risultato, scrivono gli autori, è un tasso di disgelo in accelerazione e un guasto stradale prima del previsto e un avvertimento che altri tipi di infrastrutture artiche come le condutture, I serbatoi di stoccaggio del carburante e gli aeroporti si guastano prima del previsto.
Questo diagramma modella mezza strada in sezione trasversale dal centro della strada alla tundra adiacente. Il grafico illustra la suddivisione in quattro unità strutturali (centro stradale, spalla, punta e tundra). L'area grigiastra con punti neri rappresenta il rilevato stradale. L'ombreggiatura azzurra indica la potenziale altezza massima della neve. L'area blu scuro illustra il laghetto vicino alla strada. Credito:immagine distribuita sotto Creative Commons 4.0 International
Il terreno del permafrost sprofonda quando si scongela perché gran parte della sua massa proviene dal ghiaccio mescolato nel terreno o congelato in depositi puri. Il lavoro sul campo e la successiva modellazione al computer di una strada sterrata costruita sul permafrost continuo hanno scoperto che un disgelo lento e graduale porterà a un "degrado del permafrost" accelerato e probabilmente irreversibile e che "il guasto della strada è inevitabile una volta raggiunto un livello critico di riscaldamento del suolo". , " assenza di estese misure di raffrescamento del suolo, scrivono gli autori.
Gli autori scrivono anche che i loro risultati mostrano una lacuna in altri metodi di valutazione del rischio infrastrutturale, che non riescono a catturare adeguatamente i cambiamenti nel permafrost e non analizzano l'interazione tra l'infrastruttura e il terreno adiacente.
Tali carenze rendono le stime attuali delle date di guasto dell'infrastruttura imprecise.
"Non puoi prendere decisioni in bianco quando hai a che fare con il permafrost, " disse Romanovsky, ricercatore di lunga data sul permafrost. "Devi essere sempre più specifico sulla regione, sulla quantità di ghiaccio nel permafrost e sull'infrastruttura stessa. E quando prendi in considerazione tutto questo e il cambiamento climatico, puoi prendere una decisione molto più istruita".
La ricerca si rivelerà più vantaggiosa nella progettazione di nuove strade che nella manutenzione delle strade esistenti, per cui poco si può fare per cambiare la loro costruzione iniziale. La ricerca, però, dare ai gestori dei trasporti un'idea migliore di quando è probabile che le strade esistenti falliscano, ha detto Romanovsky.
"Il Dipartimento dei Trasporti può, utilizzando questi risultati, capire quanto devono spendere per mantenere le strade in buone condizioni, " ha detto. "Hanno una buona idea a breve termine, ma non sanno cosa aspettarsi, dire, Tra 10 anni, quando il permafrost sarà ancora più vulnerabile di quanto non lo sia adesso e come continuerà questo processo di disgelo".
Gli autori concludono affermando che è "fondamentale considerare gli effetti del cambiamento climatico durante la pianificazione e la costruzione di infrastrutture sul permafrost poiché una transizione da uno stato stabile a uno stato altamente instabile può verificarsi durante la vita utile dell'infrastruttura (circa 30 anni)."
Aggiungono che la loro attenzione sulla Dalton Highway illustra che "una tale transizione può verificarsi anche nel prossimo decennio per le infrastrutture costruite sul permafrost continuo che mostra oggi condizioni fredde e relativamente stabili".
