Un análisis de 43 estaciones entre 1997 y 2023 detectó el calentamiento más rápido en las regiones de permafrost continuo, donde la temperatura del suelo aumentó en promedio 0,64 °C por década.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
El calentamiento de Alaska no se limita al aire ni a las capas superficiales del terreno. Una investigación de la Washington State University encontró que la temperatura del suelo está aumentando en todo el estado y que el cambio más intenso ocurre en las regiones septentrionales dominadas por permafrost continuo, donde el calentamiento alcanza incluso profundidades de 1,2 metros.
El estudio, publicado en Frontiers in Climate, integró registros de temperatura del aire y del suelo obtenidos entre 1997 y 2023 en 43 estaciones distribuidas por Alaska. Los investigadores dividieron el territorio en tres grandes zonas: permafrost continuo, permafrost discontinuo y regiones sin permafrost, lo que permitió comparar cómo responde el subsuelo a distintas condiciones climáticas y de cobertura de nieve.
El suelo del norte de Alaska se calentó 0,64 °C por década
La diferencia entre regiones fue clara. En el área de permafrost continuo, situada principalmente al norte del Círculo Polar Ártico, la temperatura media del suelo aumentó 0,64 °C por década considerando conjuntamente las distintas profundidades estudiadas.
El incremento fue menor, aunque estadísticamente significativo, en el resto del estado. En las zonas de permafrost discontinuo el calentamiento medio del perfil del suelo alcanzó 0,37 °C por década, mientras en las regiones sin permafrost fue de 0,35 °C por década.
Los resultados aportan una perspectiva complementaria a las observaciones que ya documentan una degradación generalizada del permafrost y un aumento del espesor de su capa activa en numerosos lugares del Ártico, la Antártida y regiones montañosas.
La autora principal, Erin E. Oliver, investigadora del Departamento de Ciencias de Cultivos y Suelos de la Washington State University, y Claire L. Phillips analizaron las tendencias tanto anuales como estacionales para determinar hasta qué punto el calentamiento atmosférico se está propagando hacia el subsuelo.
El calentamiento no disminuyó con la profundidad
Uno de los resultados más relevantes contradice la expectativa de que las tendencias térmicas de largo plazo deberían atenuarse claramente al penetrar en el terreno. Las variaciones estacionales sí disminuyen con la profundidad, pero el calentamiento sostenido durante las últimas décadas no mostró una reducción significativa entre las profundidades analizadas dentro de cada región.
En las zonas de permafrost continuo, los investigadores estudiaron temperaturas a 5, 20, 50, 70, 95 y 120 centímetros. El porcentaje de estaciones que presentaba una tendencia estadísticamente significativa al calentamiento aumentó desde el 70 % a cinco centímetros hasta el 92 % a 1,2 metros.
Este resultado muestra que las tendencias climáticas no están afectando únicamente a la capa más expuesta a las oscilaciones atmosféricas. El calor acumulado está penetrando en el perfil del suelo y modificando progresivamente su régimen térmico.
El proceso es relevante porque el comportamiento físico de estos terrenos depende de la permanencia del hielo. Investigaciones sobre las formas del paisaje ártico han mostrado que los suelos parcialmente descongelados pueden deformarse y desplazarse lentamente por las laderas, generando terrazas y lóbulos de solifluxión.
El invierno concentra el calentamiento del permafrost
La evolución tampoco es uniforme a lo largo del año. En las regiones de permafrost continuo y discontinuo, el calentamiento del suelo fue especialmente intenso durante el invierno.
En el permafrost continuo, las temperaturas del suelo aumentaron en promedio 2,14 °C por década durante el invierno y 2,32 °C por década durante la primavera, considerando las diferentes profundidades. Durante el verano, en cambio, las capas superficiales no mostraron una tendencia significativa, aunque el calentamiento sí apareció a mayor profundidad.
En la región de permafrost discontinuo, el suelo también se calentó con mayor rapidez durante el invierno, con un promedio de 1,07 °C por década a través de las profundidades estudiadas.
Las zonas de Alaska sin permafrost presentaron un comportamiento diferente. Allí, el calentamiento más intenso ocurrió durante el verano, con una media aproximada de 1,04 °C por década.
El aire se calienta todavía más rápido en el Ártico de Alaska
El estudio también comparó las temperaturas del terreno con las del aire. En la región de permafrost continuo, la temperatura media anual del aire aumentó 1,15 °C por década, frente a los 0,64 °C por década registrados en promedio en el suelo.
La diferencia refleja que el terreno no responde exactamente al mismo ritmo que la atmósfera. La nieve, la humedad, la vegetación, el hielo contenido en el suelo y los procesos de congelación y descongelación modifican la transferencia de energía entre ambos sistemas.
Los autores identificaron, sin embargo, una señal de amplificación polar también en el subsuelo: las mayores tasas de calentamiento del suelo se concentraron en las latitudes más altas y disminuyeron progresivamente hacia el sur.
Ese patrón coincide con las profundas transformaciones que se observan en el conjunto del sistema ártico. El calentamiento está modificando simultáneamente el hielo marino, la nieve y el terreno congelado; una revisión reciente documentó que la temporada de deshielo del océano Ártico se ha prolongado alrededor de una semana desde 1979.
La nieve modifica la respuesta térmica del suelo
La nieve desempeña un papel central en las diferencias observadas. Aunque suele asociarse con temperaturas frías, una cubierta de nieve suficientemente profunda puede funcionar como aislante y reducir la pérdida de calor del suelo hacia la atmósfera durante el invierno.
Las regiones más meridionales de Alaska presentan generalmente capas de nieve más profundas que las áreas septentrionales de permafrost continuo. Esa cobertura contribuye a desacoplar parcialmente las temperaturas del aire y del terreno.
Los investigadores encontraron que la correlación entre ambas temperaturas se debilitaba durante los períodos con nieve y que el efecto era mayor donde la cubierta era más profunda.
Entre 1997 y 2023, los cambios en la profundidad y duración de la nieve fueron relativamente modestos en buena parte del estado. En la región de permafrost continuo se observó una tendencia al aumento de la nieve durante algunos meses de invierno, incluido un incremento significativo en diciembre, pero no apareció un cambio significativo en el número de días con cobertura de nieve ni en las fechas generales de establecimiento y desaparición.
El calor almacenado a 1,2 metros revela un cambio persistente
La profundidad de las mediciones proporciona una de las señales más claras del carácter prolongado del fenómeno. Las temperaturas superficiales pueden variar considerablemente de un año a otro por diferencias en nieve, radiación, vegetación y condiciones meteorológicas.
A mayor profundidad, esas oscilaciones se amortiguan. Por ello, la existencia de tendencias de calentamiento a 95 y 120 centímetros constituye una señal especialmente relevante del cambio térmico acumulado en el terreno.
En determinados meses de invierno, algunas estaciones de permafrost registraron tendencias de calentamiento de entre 2 y 3 °C por década a 1,2 metros de profundidad. Estas cifras corresponden a tendencias estacionales y locales y no deben confundirse con la tasa media anual de 0,64 °C por década calculada para el conjunto de la región de permafrost continuo.
La dinámica térmica profunda también está relacionada con procesos poco visibles desde la superficie. Estudios recientes han mostrado que la denominada “cortina cero” puede mantener el suelo ártico cerca del punto de congelación durante días o semanas, prolongando la presencia de agua líquida y la actividad microbiana antes de que el terreno termine de congelarse.
El deshielo puede liberar carbono almacenado durante milenios
El calentamiento del permafrost tiene implicaciones que van más allá de Alaska. Estos suelos contienen enormes cantidades de materia orgánica que permanecieron congeladas durante cientos o miles de años.
Cuando el terreno se descongela, los microorganismos pueden descomponer parte de esa materia y liberar dióxido de carbono o metano. Estas emisiones añaden gases de efecto invernadero a la atmósfera y constituyen una retroalimentación del sistema climático: el calentamiento favorece el deshielo y el deshielo puede contribuir a un calentamiento adicional.
La magnitud y el destino de ese carbono dependen de múltiples procesos. No todo el carbono movilizado por el deshielo llega directamente a la atmósfera. Una investigación realizada en el Ártico canadiense, por ejemplo, encontró que gran parte del carbono del permafrost transportado hasta el fondo del océano puede quedar almacenado en los sedimentos, mientras una fracción es transformada por microorganismos en gases.
El nuevo estudio de Alaska no midió emisiones de dióxido de carbono ni metano. Su contribución consiste en documentar la evolución térmica del terreno, una variable fundamental para evaluar la estabilidad futura del permafrost y los procesos físicos, hidrológicos y biogeoquímicos asociados a su degradación.
Carreteras y edificios dependen de la estabilidad del suelo congelado
El calentamiento también plantea consecuencias directas para las comunidades del Ártico. En muchos lugares de Alaska, carreteras, viviendas, aeropuertos, tuberías y otras infraestructuras fueron construidas sobre terrenos cuya estabilidad depende de que el hielo subterráneo permanezca congelado.
Cuando ese hielo se derrite, el volumen y la resistencia del suelo pueden cambiar. El terreno puede hundirse de manera desigual, producir grietas, deformar superficies y reducir la capacidad de las cimentaciones para soportar cargas.
Una evaluación reciente sobre infraestructura circumpolar estimó que el deshielo del permafrost podría provocar daños por unos 261.000 millones de dólares en edificios e infraestructuras del Ártico hacia mediados de siglo, aunque la magnitud final dependerá de las emisiones, la adaptación y las características locales del terreno.
Los nuevos datos de Alaska pueden ayudar a mejorar ese tipo de evaluaciones porque muestran no solamente cuánto se está calentando el suelo, sino también dónde, a qué profundidad y durante qué estaciones se producen los cambios más rápidos.
El estudio reunió 27 años de observaciones en 43 estaciones
Obtener una visión estatal del subsuelo de Alaska es especialmente difícil por la enorme extensión y el aislamiento de muchas regiones. Los autores reunieron registros procedentes de diferentes redes de observación y conservaron estaciones con al menos diez años consecutivos de datos diarios suficientemente completos.
Después del control de calidad, el análisis incluyó 43 estaciones: 21 situadas en la región de permafrost continuo, 13 en la de permafrost discontinuo y nueve en áreas sin permafrost.
Las mediciones procedían de redes y organismos como el Servicio de Conservación de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, el Servicio Geológico de Estados Unidos, el Servicio de Parques Nacionales, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y centros de investigación de Alaska.
Los investigadores reconocen que la red continúa siendo relativamente limitada para un territorio de más de 1,7 millones de kilómetros cuadrados. La distribución espacial de las estaciones y la longitud desigual de algunas series condicionan la capacidad para representar cada paisaje y microclima del estado.
El monitoreo profundo puede anticipar cambios del permafrost
El trabajo proporciona una línea de referencia para evaluar cómo seguirá respondiendo el terreno de Alaska a las próximas décadas de calentamiento. Medir únicamente la temperatura del aire no permite conocer por completo el estado del permafrost, porque la transferencia de calor hacia el subsuelo está modulada por la nieve, el agua, la vegetación y las propiedades físicas del suelo.
La observación a distintas profundidades permite detectar cambios persistentes antes de que algunos de sus efectos sean evidentes en la superficie. También puede contribuir a identificar regiones donde carreteras, edificios y otras infraestructuras requerirán medidas de adaptación diferentes.
Los resultados muestran que la señal climática ya penetra profundamente en el terreno: el suelo se calentó significativamente en las tres regiones estudiadas y el aumento fue más rápido en el permafrost continuo del norte de Alaska.
El hecho de que el calentamiento no disminuya de manera significativa hasta 1,2 metros en las estaciones septentrionales convierte al subsuelo en otro indicador del rápido cambio que atraviesa el Ártico. La transformación no ocurre únicamente sobre la superficie visible del paisaje: también avanza bajo ella, dentro del terreno que durante generaciones se consideró permanentemente congelado.
Fuentes referenciales:
Frontiers in Climate – Significant soil warming across Alaska permafrost and non-permafrost regions from 1997 to 2023
Washington State University / Phys.org
