Parte del suelo del Ártico ya no se congela, ni siquiera en invierno

El 16 de enero de 2019, un nuevo estudio global publicado en Nature Communications confirmó que el permafrost se descongela rápidamente en gran parte del mundo. Entre 2007 y 2016, la temperatura del permafrost aumentó en 0,29 ± 0,12 °C a nivel global. El calentamiento más pronunciado se observó en partes de Siberia, con hasta 0,93 °C. También se detectó un calentamiento significativo en la Antártida y algo menos en regiones montañosas. En gran parte del Ártico, la temperatura del suelo aumentó por el incremento de las temperaturas medias del aire, mientras que el aumento del grosor de las capas de nieve en algunas zonas también contribuyó al calentamiento del suelo subyacente.

Mientras Nikita Zimov enseñaba a sus alumnos a llevar a cabo trabajos ecológicos de campo en el norte de Siberia, se tropezó con un indicio perturbador de que el terreno congelado podría estar descongelándose más rápido de lo esperado.

Zimov, como su padre, Sergey Zimov, ha pasado años dirigiendo una estación de investigación donde supervisan el cambio climático en el Extremo Oriente ruso, que se está calentando muy rápidamente. De forma que, cuando los estudiantes sondearon el terreno y tomaron muestras del suelo entre los montículos musgosos y los bosques de alerces cerca de su casa, a 320 kilómetros al norte del círculo polar ártico, Nikita Zimov sospechó que algo iba mal.

En abril, envió a un equipo de trabajadores con perforadoras para asegurarse. Perforaron el suelo y, a pocos centímetros de profundidad, encontraron lodo denso y fangoso. Zimov dijo que era imposible. Chersky, su comunidad de 3.000 habitantes junto al río Kolimá, es uno de los lugares más fríos de la Tierra. Incluso a finales de la primavera, la tierra bajo la superficie debería estar congelada y sólida. Pero este año, no lo estaba.

En el Ártico, cada invierno, los centímetros superiores de suelo y materia vegetal se congelan, y se descongelan de nuevo en invierno. Bajo esa capa activa de suelo que se extiende a decenas de metros de profundidad yace una capa de tierra que permanece congelada llamada permafrost que, en algunos lugares, lleva milenios congelada.

Pero en una región donde las temperaturas pueden descender a 40 grados bajo cero, los Zimov explican que las nevadas excepcionalmente abundantes de aquel año fueron como un manto que atrapó el exceso de calor en el suelo. Descubrieron secciones a 75 centímetros de profundidad —suelos que normalmente se congelan antes de Navidad— que habían permanecido blandos y húmedos durante todo el invierno. Por primera vez desde que tenemos recuerdo, el suelo que aísla el profundo permafrost ártico no se ha congelado en invierno.

«Resulta asombroso», afirma Max Holmes, científico del Ártico en el Centro de Investigación de Woods Hole, en Massachusetts.

El descubrimiento no ha sido revisado por pares ni publicado y presenta datos limitados de un solo lugar a lo largo de un año. Pero con las mediciones de otro científico que estaba cerca y las de otro con un océano de por medio para respaldar los hallazgos de Zimov, algunos expertos en el Ártico sopesan una pregunta perturbadora: ¿podría el permafrost empezar a descongelarse décadas antes de lo esperado en algunas de las regiones árticas más frías y abundantes en carbono y liberar los gases de efecto invernadero atrapados que podrían acelerar el cambio climático antropogénico?

Tres de los últimos cuatro años ya han sido los más cálidos registrados en nuestro planeta, y 2018 está a tiempo de convertirse en el número cuatro. Y los polos se están calentando más rápidamente: algunas zonas a 480 kilómetros al norte del círculo polar ártico en Noruega que alcanzaron los 32 grados centígrados en julio. La descongelación temprana de cantidades importantes de permafrost solo agravaría la situación.

«Es importantísimo», afirma Ted Schuur, experto en permafrost de la Universidad del Norte de Arizona. «En el mundo del permafrost, este es un acontecimiento importante dentro de una tendencia perturbadora, como que el carbono de la atmósfera alcance 400 partes por millón».

Traspasando el umbral

Casi un cuarto de la masa continental del hemisferio norte está dispuesta sobre permafrost. El carbono atrapado en el suelo y la vegetación congelados duplica el que está presente en la atmósfera.

A medida que la quema de combustibles fósiles calienta la Tierra, este terreno se descongela, permitiendo a los microbios consumir materia orgánica enterrada y liberar dióxido de carbono y metano de corta vida, que es 25 veces tan potente como gas de efecto invernadero como el CO2.

Las temperaturas del permafrost en el Ártico llevan aumentando desde los años 70, como mínimo, hasta tal punto que ya se produce descongelación localizada a pequeña escala en muchos lugares. Pero la gran mayoría de este terreno congelado todavía está aislado por una capa activa de suelo que se congela y descongela.

Ahora están surgiendo señales de que la congelación anual podría cambiar rápidamente.

A más de 17 kilómetros río abajo del lugar donde los Zimov empezaron a perforar, Mathias Goeckede, del Instituto Max Planck de Biogeoquímica, pasa varias semanas cada verano atravesando las pasarelas de madera en ruinas sobre el esponjoso suelo siberiano. Rastrea el intercambio de carbono entre la Tierra y la atmósfera.

Sus mediciones en este lugar muestran que la profundidad de la nieve casi se ha duplicado en cinco años. Cuando el exceso de nieve asfixia el suelo, podría impedir que el calor subterráneo se disipe durante el invierno. Los datos extraídos de un agujero perforado en el lugar investigado por Goeckede parecen captar ese fenómeno: en abril, las temperaturas a 33 centímetros bajo tierra aumentaron casi 5,5 grados centígrados en ese mismo periodo de cinco años.

«Es solo un lugar y son solo cinco años, de forma que debería considerarse solo un estudio de caso», afirma Goeckede. «Pero si suponemos que se trata de una tendencia o que podría continuar igual, entonces sí es alarmante».

A miles de kilómetros de distancia, Vladimir Romanovsky observó algo similar. Romanovsky, experto en permafrost de la Universidad de Alaska, Fairbanks, dirige uno de los emplazamientos de supervisión de permafrost más amplios de Norteamérica, con registros detallados que se remontan a hace 25 años y, en algunos casos, aún más antiguos.

«En los años anteriores a 2014, la congelación completa de la capa activa no se produjo hasta mediados de enero», explica. «Desde 2014, la fecha de congelación ha cambiado a finales de febrero e incluso a marzo».

Pero este invierno, Fairbanks también experimentó nevadas muy intensas. Y, por primera vez desde que comenzó a documentarse, la capa activa en dos de los lugares supervisados por Romanovsky no se congeló.

«Es un umbral importantísimo», añade.

Motivos de escepticismo

Naturalmente, el tiempo del Ártico es famoso por su variabilidad. A unos cuantos años de nevadas intensas en algunas regiones pueden sucederles varios años de frío seco.

Algunos científicos también están divididos respecto al trabajo de los Zimov, que carece del rigor al que están acostumbrados muchos investigadores occidentales. Los hallazgos de los Zimov no incluyen los datos de temperatura ni hacen referencia a registros a largo plazo. Muchos de los lugares examinados también se habían visto perturbados por la actividad humana o los animales no autóctonos, lo que aumenta la susceptibilidad del suelo al calentamiento.

«Cavar agujeros en unos cuantos lugares no es ciencia rigurosa», afirma Matt Sturm, experto en nieve de la Universidad de Alaska, Fairbanks.

Charles Koven, experto en permafrost del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, ve motivos para proceder con escepticismo e investigar más. «No sé qué pensar sin conocer mejor el historial de estos lugares», afirma. «Por otra parte, no queremos ignorar señales de calentamiento si están ahí».

Es más, mientras que Romanovsky y Goeckede son investigadores mesurados y metódicos, Sergey Zimov es una especie de filósofo catastrofista que se inclina por las proyecciones pesimistas y las heroicidades. Su hijo y él son las mentes tras el Parque Pleistoceno, una región en Siberia donde habitan grandes mamíferos importados, como bisontes, yaks y caballos. Forma parte de un experimento para replicar el ecosistema de estepa del mamut, que desapareció hace 12.000 años, para comprobar cómo responde el permafrost.

Por otra parte, Sergey Zimov también fue uno de los primeros científicos que demostraron que Siberia contiene reservas enormes de permafrost muy abundante en carbono. Ha trabajado en Chersky durante más de 40 años y goza de gran prestigio entre muchos investigadores.

«Conoce tan bien ese paisaje que rara vez se equivoca», afirma Katey Walter Anthony, profesora adjunta de la Universidad de Alaska, Fairbanks, que estudia el metano en los lagos árticos. «Que él crea que un proceso es importante es valioso».

Romanovsky también conoce a los Zimov y afirma que, aunque le gustaría que su trabajo incluyera los datos de temperatura, comprobar la profundidad del suelo congelado es un enfoque sensato. «Sigue siendo un método convincente», afirma Romanovsky. «Para mí, significa que no es el cien por cien».

Tampoco está clara la amplitud de la región que representan los datos de Romanovsky y de los Zimov. Es una muestra pequeña.

Pero Romanovsky explica que eligió esos lugares porque son una representación fiel de la región central de Alaska.

«De forma que asumimos que el suelo no se congeló este invierno en vastas zonas del interior de Alaska», explica.

Hasta los científicos a quienes les inquieta la limitación de los datos afirman que la posibilidad de que algo tan fundamental pueda cambiar tan rápidamente hace que se paren a pensar.

«Es preocupante», afirma Sue Natali, experta en permafrost de Woods Hole que observó recientemente que una capa activa no se había recongelado durante un viaje de investigación a la región de Yukon, en Alaska. «Cuando observamos que ocurren cosas que no han ocurrido durante la vida de los científicos que las estudian, debería preocuparnos».

Un ciclo que se acelera

Hay mucho en juego. Si la capa activa de la región deja de congelarse de forma constante, las consecuencias pueden ser inmediatas. Una vez descongelados, los microbios del suelo de la capa activa pueden descomponer materia orgánica y liberar gases de efecto invernadero durante todo el año, no solo en verano. Esto expone el permafrost inferior a más calor, de forma que esa capa puede empezar a descongelarse y a liberar gases.

En suelos donde abunda el hielo, como en Siberia, el suelo podría venirse abajo. Esto podría afectar a carreteras y edificios y provocar el hundimiento de las bodegas de hielo. Dichas depresiones también alteran el paisaje formando valles y hondonadas donde puede acumularse la nieve, calentando el suelo más que en invierno. Dichos valles pueden llenarse de lluvia y agua del deshielo, formando nuevos humedales y lagos de tundra, ambos de los cuales expulsan grandes cantidades de metano.

El movimiento de este agua, en la superficie y en el subsuelo, puede transportar grandes cantidades de calor, acelerando la descongelación. El derrumbe del permafrost puede empezar a alimentarse de sí mismo y liberar más gases de efecto invernadero que, a su vez, provocan más calentamiento.

Nadie espera que el permafrost llegue a liberar todo el carbono almacenado. La mayoría de modelos sugieren que solo se filtraría entre el 10 y el 20 por ciento, incluso en supuestos de emisiones humanas elevadas.

Pero más de una docena de científicos expertos en el clima del Ártico con quienes contactó National Geographic están de acuerdo en que estos datos sobre la capa activa ponen de manifiesto las limitaciones de los modelos climáticos mundiales. Los sofisticados programas informáticos que pronostican las hipotéticas situaciones climáticas futuras que usan habitualmente los responsables políticos no pueden captar cambios importantes en el permafrost.

«Cuando simulamos estas cosas, existe una serie de procesos que los modelos no incluyen, procesos que multiplican la transferencia de calor», afirma Daniel Fortier, profesor adjunto de geografía en la Universidad de Montreal. «Creo que podemos afirmar con seguridad que hay cosas que ocurren con más rapidez de la que esperábamos».

Por ejemplo, los científicos saben desde hace tiempo que la pérdida de la banquisa y el aumento de las temperaturas provocarán más nieve en el Ártico con el paso del tiempo, algo que no puede incorporarse a los modelos. Pero dichas simulaciones son mucho menos fiables a la hora de rastrear los cambios en cascada en los tipos de suelo, la vegetación superficial, el derretimiento del hielo y el flujo del agua que provocará el aumento de las temperaturas y la nieve, que podría acelerar la descongelación del permafrost.

«Los modelos no incluyen los cambios a escala del paisaje, todos los procesos que podrían provocar cambios rápidos», afirma David Lawrence, modelista de permafrost del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder. «Va a pasar mucho tiempo hasta que sean capaces de hacerlo».

Según él, para cuando se detecten algunos cambios, podría haber una transición importante en curso. Esto implica que el público y los políticos podrían no comprender los riesgos reales.

«La mayoría de modelos no proyectan grandes liberaciones de carbono hasta después del 2100», afirma Walter Anthony. Quizá no ocurra hasta entonces, pero también es posible, según ella, que «en realidad ocurran durante la vida de mis hijos, o de la mía».

Este artículo se publicó originalmente el 20 de agosto de 2018 en inglés en nationalgeographic.com. Se ha actualizado el 16 de enero de 2019 con una nota acerca del nuevo estudio.