Onde sismiche che attraversano il terreno vicino a Longyearbyen nella valle di Adventdalen, Svalbard, La Norvegia ha rallentato costantemente negli ultimi tre anni, molto probabilmente a causa del riscaldamento del permafrost nella valle artica. La tendenza, riportato in un nuovo studio pubblicato su Lettere di ricerca sismologica , dimostra come il monitoraggio sismico può essere utilizzato per monitorare la stabilità del permafrost durante il cambiamento climatico globale. Lo studio fa parte di una sezione di approfondimento in un prossimo numero della rivista sulla sismologia artica e antartica.

Julie Albaric dell'Università della Borgogna Franca Contea, mentre era impiegato presso NORSAR (Norvegia), e colleghi hanno utilizzato i dati raccolti da una varietà di reti sismiche ed esperimenti sismici attivi per saperne di più sull'ambiente sismico della valle Adventdalen delle Svalbard, e per capire di più sulle dinamiche del permafrost nella regione.

I ricercatori sono stati in grado di rilevare variazioni stagionali nella velocità delle onde sismiche, che attribuiscono ai cambiamenti nel contenuto di ghiaccio del permafrost poco profondo (da 2 a 4 metri di profondità). Le onde sismiche si muovono più velocemente attraverso materiali solidi come roccia e ghiaccio, e più lento attraverso materiale più liquido o più morbido.

Il permafrost poco profondo è sensibile alle variazioni di temperatura stagionali, il che spiegherebbe le variazioni stagionali di velocità sismica scoperte da Albaric, Daniela Kühn di NORSAR e i loro colleghi. Ma i ricercatori hanno anche riscontrato un andamento lineare decrescente della velocità tra il 2009 e il 2011 dopo aver analizzato i dati raccolti da una rete sismica permanente nell'area, indicando uno strato di permafrost sempre più fuso.

"Per quanto ne sappiamo è il primo studio che mostra questo trend di velocità a lungo termine, " ha detto Albaric. "Il nostro studio dimostra che vale la pena mantenere osservatori permanenti, tali raccolte di dati a lungo termine sono preziose, e che potrebbero presentarsi opzioni per l'utilizzo dei dati che non erano al centro dell'installazione originale."

I ricercatori sono alla ricerca di modi per monitorare il permafrost perché la sua stabilità può avere un impatto significativo sul clima globale, con uno scioglimento diffuso che potrebbe portare ad un aumento delle emissioni di gas serra.

Il monitoraggio sismico può essere un potente strumento per rilevare i cambiamenti del permafrost, soprattutto perché i dati vengono registrati continuamente a differenza di altri metodi geofisici, ha detto Albarico. "Inoltre, i metodi sismici sono molto sensibili e, a seconda della geometria della rete, ci permettono di puntare a diverse profondità e di coprire vaste aree, permettendoci di estendere le osservazioni molto localizzate fornite dalle misurazioni della temperatura del pozzo."

Il rumore ambientale dell'attività sismica sulle Svalbard è costituito da onde corporee (che si muovono attraverso l'interno della Terra), insieme a onde superficiali intermittenti che si verificano quando la temperatura media supera il punto di congelamento. Queste onde di superficie hanno un'origine criogenica, suggerisce il gruppo di ricerca.

Il difficile ambiente artico rende difficile il dispiegamento, mantenere e recuperare i dati dalle reti, Kühn ha osservato. "In estate, ad esempio, la valle si riempie di un'ampia, fiume intrecciato che limita dove possono essere installati i sismometri permanenti. In inverno, temperature fredde, la neve e il ghiaccio danneggiano le apparecchiature e riducono il tempo in cui l'energia può essere fornita dai pannelli solari".

"Le condizioni meteorologiche rendono ovviamente impegnativo il lavoro sul campo, "aggiunse Albarico, "soprattutto quando si installano le stazioni e si utilizza una tastiera senza guanti a temperature inferiori a -30°C."