Adâncită în genunchiul din turtra Alaskan prăbușită, Elissa Schuett indică rămășițele unei caverne pe care a putut să le stea în vara trecută. În ziua de azi, a dispărut, zbuciumată de maaua care se cunoaște ca o termokarstă care continuă să se îndrepte spre exterior pe măsură ce pământul se topește rapid.
Eșecurile termokarstului apar atunci când permafrost - un strat de sol înghețat în regiunile polare ale Pământului - se dezgheață și devine instabil. Deși evenimentele apar în mod natural în întreaga arctică, mulți oameni de știință bănuiesc că creșterea temperaturilor din nord provoacă formarea mai multor aceste caracteristici. Comparând fotografiile aeriene din 1985 cu fotografii recente, „Acum putem spune cu o anumită siguranță ... că în unele locații [există] între două și cinci ori mai multe dintre aceste funcții acum decât la începutul anilor '80, spune William Bowden, un ecolog acvatic la Universitatea din Vermont.
De aceea Bowden, asistentul său de cercetare Schuett, și alții la Toolik Field Station, o Universitate din Alaska, Fairbanks, unitatea de cercetare aflată la 150 de mile nord de Cercul Arctic din nordul Alaska, studiază impactul termokarstelor asupra mediului. Munca lor se încadrează într-o lungă tradiție a cercetării schimbărilor climatice la Toolik, care, de la fondarea sa în 1975, a oferit un laborator curat pentru a studia modul în care o lume mai caldă va transforma terenurile și căile navigabile din Arctica.
Înțelegerea schimbărilor climatice și de mediu, în conformitate cu Norman Marcotte, din Consiliul de Cercetări pentru Științe Naturale și Inginerie din Canada, este „problema arzătoare” în cercetarea arctică la nivel internațional. Posturile de cercetare precum Toolik sunt esențiale în captarea datelor pe termen lung și în explorarea problemelor din domeniu, spune el prin e-mail, iar Canada are în plan să dezvolte o stație de cercetare arctică cu multe din aceleași elemente ca și Toolik.
Deși o mare parte din cercetările arctice s-au concentrat pe observarea mediului, „La Toolik suntem capabili să aprofundăm în acest sens” și „să studiem ce controlează de fapt toate aceste procese”, spune cofondatorul Toolik, John Hobbie, un savant senior la Ecosisteme. Centrul Laboratorului Biologic Marin din Woods Hole, Massachusetts.
Este, de asemenea, „singurul loc din America de Nord unde putem vedea sau obține o perspectivă avansată a modului în care schimbările climatice pot afecta ecosistemele”, adaugă el.
Și în multe privințe, schimbările climatice au început deja să modifice această țară dicotom fragilă și rezistentă. Între 1966 și 1995, temperaturile arctice au crescut cu 7, 7 grade Celsius pe un deceniu, o tendință care plasează „nordul Alaska în locul fierbinte”, spune Syndonia Bret-Harte, director științific asociat Toolik. Arcticul se încălzește mai repede decât chiar zonele tropicale ale lumii: primăvara ajunge mai devreme, toamna se instalează mai târziu, iar temperatura permafrostului în multe zone, inclusiv Toolik, se ridică periculos de aproape de punctul de înclinare Celsius de grad zero. Atunci, solul înghețat care dă tundrei coloana vertebrală s-ar putea prăbuși.
Noile termokarsturi din Alaska ar putea arăta și modul în care încălzirea poate schimba fluxurile sau lacurile, deoarece aceste caracteristici apar adesea în apropierea apei. Când a fost descoperită o termokarstă în 2003 în apropierea râului Toolik, Bowden și colegii săi au descoperit că au dislocat atâtea sedimente în râu, încât apa s-a transformat în noroi la 40 de kilometri în aval. El și colegii săi au raportat, de asemenea, în iunie 2008, în Journal of Geophysical Research că amoniac, nitrații și fosforul emise de la prăbușirea respectivă vor „modifica în mod semnificativ structura și funcția râului”.
Pentru Bowden și alți cercetători Toolik, astfel de observații erau familiare. Între 1983 și 2004, ei au văzut cum fosforul ar putea restructura un râu într-un experiment realizat pe râul Kuparuk, lângă Toolik - „cel mai bine studiat bazin fluvial din întregul Arctic”, potrivit Hobbie. În acel experiment, oamenii de știință au adăugat în râu în fiecare vară cantități mici de fosfor, un nutrient comun în îngrășăminte și poluare rezidențială și industrială. După opt ani, mușchiul s-a extins în râu, aglomerarea altor specii de plante și a stârnit o creștere a anumitor tipuri de insecte. Productivitatea generală în râu a crescut. Această anchetă poate anticipa ceea ce se întâmplă atunci când permafrostul se topește și se eliberează nutrienți în aer și apă.
Pe uscat, cercetătorii Toolik au adăugat, de asemenea, îngrășăminte la diferite tipuri de tundră. Într-un experiment care funcționează din 1989, omul de știință senior Gaius Shaver Center a descoperit că pe tundra tussock, unii arbuști de foioase, cum ar fi mesteacănul pitic, pot valorifica afluxul de azot și fosfor prin creșterea abundenței și reducerea diversității speciilor. Oamenii de știință Toolik sunt, de asemenea, concentrați pe motivul pentru care Arcticul pare să ecologizeze, explică Bret-Harte. Poate că se datorează mai mult arbuștilor: în urmă cu aproximativ 12.000 de ani, când clima era mai caldă, arbuștii au dominat peisajul, a spus ea.
Deși aceste schimbări polare pot părea izolate de restul lumii, un Arctic în topire ar putea accelera schimbările climatice. Bret-Harte subliniază că suprafețele arctice - inclusiv pădurile boreale - dețin aproape 40% din carbonul solului din lume, dar nu constituie decât o șesime din suprafața pământului. Dacă carbonul blocat în sol este eliberat prin topirea permafrostului, spune ea, acesta ar putea depăși concentrația de dioxid de carbon, un gaz cu efect de seră major, în mediu.
Bowden de la Universitatea din Vermont consideră că există „dovezi puternice” că carbonul și metanul prinse ar putea fi eliberate în timpul evenimentelor termokarstice și contribuie la încălzire. El caută finanțări pentru a investiga modul în care termokarstice vor influența ecosistemele arctice în ansamblu. De exemplu, o termokarst care provoacă un vârf în sedimente pe căile navigabile poate sufoca plantele, înfundă branhiile de pește și, în cele din urmă, poate declanșa o cascadă de efecte până pe pânza alimentară.
"Nu este o poveste de groază - nu este ca acesta să nu fie un proces natural", avertizează Bowden. "Dar cred că există dovezi puternice conform cărora influențele [umane] aflate la o oarecare distanță de Arctic au aceste efecte secundare ... care vor fi potențial foarte importante în structurarea modului în care arată și se comportă peisajul arctic în viitor."
