Vés al contingut principal

El desgel del permagel també incrementa l'emissió de gasos amb efecte d'hivernacle en els llacs àrtics

06 oct. 2022
Compartir per WhatsApp Compartir per e-mail

L’aigua subterrània que circula pel subsol a causa del desgel del permagel pot transportar diòxid de carboni i metà —gasos amb un potent efecte d’hivernacle— fins als llacs àrtics, la qual cosa incrementa els efectes del canvi climàtic. Aquest procés de transport de gasos fins als llacs, que culmina amb la seva emissió cap a l’atmosfera, s’ha quantificat ara per primer cop en un treball amb coautoria d'investigadors de l'ICTA-UAB publicat a Nature Communications.

Equip d'investigadors fent treball de camp

En el treball han participat els investigadors Jordi Garcia-Orellana, Valentí Rodellas, Marc Diego-Feliu i Aaron Alorda-Kleinglass, del Departament de Física  de la UAB i l’Institut de Ciència i Tecnologia Ambiental (ICTA-UAB). Dirigit per Carolina Olid, professora de la Facultat de Ciències de la Terra i membre de l'Institut de Recerca Geomodels de la UB, ha comptat també amb la participació de Gerard Rocher-Ros i Jan Karlsson (Universitat d’Umeå, Suècia), i David Bastviken (Universitat de Linköping, Suècia).

El permagel (permafrost en anglès) és el sòl que es manté congelat en diversos punts del planeta, com ara l’Àrtic i l’Antàrtida, així com en altes muntanyes i planes elevades d’arreu del món. Segons el nou estudi, el canvi climàtic potenciarà el procés de descàrrega de metà des del permagel fins als llacs àrtics a través de l’aigua subterrània, «motiu pel qual caldria incloure aquest procés en els models de predicció climàtica», apunta Carolina Olid, primera autora de l’estudi i membre del Departament de Dinàmica de la Terra i de l’Oceà de la UB.

L’Àrtic, el sentinella del canvi climàtic

L’Àrtic és una de les zones de la Terra més sensibles al canvi climàtic i s’està escalfant a una velocitat dos o tres cops superior a la mitjana global del planeta. El nou treball té com a model els llacs àrtics que es localitzen a la regió de permagel esporàdic, al nord de Suècia. En aquesta àrea —un ecosistema típic de la tundra—, entre el 10 % i el 50 % dels sòls estan permanentment congelats. La capa superior del sòl per damunt del permagel, la capa activa, és la que es congela i descongela anualment.

«En aquesta regió, la temperatura mitjana anual ha augmentat considerablement els darrers anys i ara ja supera els 0 ºC. Això provoca que aquest permagel, amb abundant matèria orgànica rica en carboni i gasos amb efecte d’hivernacle, es descongeli. A través de la circulació de l’aigua subterrània, el desgel del permagel actua com una font que subministra gasos amb efecte d’hivernacle als llacs de la regió que estan connectats hidrològicament. Els gasos són finalment emesos cap a l’atmosfera i contribueixen a amplificar l’escalfament global», indica la professora Carolina Olid.

Fins ara, el desgel del permagel que afecta les emissions de gasos amb efecte d’hivernacle dels llacs àrtics era encara una incògnita i no s’havia estudiat en detall. Per resoldre els interrogants sobre aquest procés, l’equip ha emprat el radó, un gas abundant en els corrents del subsol, com a traçador de la descàrrega d’aigua subterrània als llacs.

Ara bé, la quantificació del radó per analitzar el transport de gasos amb efecte d’hivernacle cap als llacs no està exempta de dificultats tècniques i operatives. «El radó és un gas radioactiu, que es desintegra molt ràpidament, i això ens va exigir instal·lar equips de mesura a l’estació científica d’Abisko per poder mesurar les mostres el mateix dia que es recollien», detalla la investigadora, que havia estat membre de la Universitat d’Umeå.

«Les concentracions de radó i metà a l’aigua del subsol són molt variables, cosa que fa necessari treballar amb un gran volum de mostres per poder determinar-ne la magnitud amb precisió», comenta Valentí Rodellas, membre de l’equip investigador de l’ICTA-UAB. «Els sòls d’aquestes regions —afegeix l’investigador—, rics en molses, i amb una gran capacitat per retenir aigua, dificulten encara més l’obtenció d’un volum d’aigua suficient per poder fer les anàlisis. També hem hagut de transportar desenes de quilos de material a la motxilla durant recorreguts relativament llargs fins a arribar als llacs, ja que no hi ha transport motoritzat per arribar-hi».

Més emissió de gasos amb efecte d’hivernacle durant l’estiu

L’estudi revela que el flux d’entrada de gas metà a través de l’aigua subterrània als llacs és més intens a l’estiu que a la tardor per l’augment del volum d’aigua que circula pel subsol (desgel, pluges, etc.). Les temperatures més altes de l’estiu també afavoreixen la producció de metà al sòl i, per tant, enriqueixen el contingut del gas en l’aigua subterrània que circula fins als llacs.

«El canvi climàtic i l’acceleració del desgel del permafrost augmentarà la quantitat de gasos amb efecte d’hivernacle que es pot transportar als llacs a través de l’aigua subterrània. Al seu torn, l’augment de les precipitacions, de fins a un 40 % a l’Àrtic durant la pròxima dècada, incrementarà també el flux d’aigua subterrània i, per tant, la descàrrega de metà als llacs», explica la investigadora Carolina Olid.

Una emissió més elevada de gasos amb efecte d’hivernacle a l’atmosfera no és l’únic efecte causat pel desgel del permagel. «L’aigua del permagel conté concentracions elevades no només de gasos com el diòxid de carboni (CO2) o el metà (CH4), sinó també d’altres compostos com ara nutrients, metalls i contaminants (mercuri, etc.). L’entrada d’aquests compostos als llacs té impactes perjudicials en el medi natural i els organismes que habiten en els ecosistemes lacustres i també en els sistemes terrestres (torberes, etc.)», detalla Gerard Rocher-Ros, investigador postdoctoral a la Universitat d’Umeå.

«Els efectes deguts a la descàrrega de l’aigua subterrània —afegeix Carolina Olid— tenen efectes amb implicacions en tota la cadena tròfica aquàtica tant del mateix llac com de la xarxa de rierols o rius interconnectats, que també impacten en els serveis ecosistèmics que aporten els recursos naturals a tota la societat».

Millorar la predicció del canvi climàtic en el futur

Encara és difícil determinar en quines zones del planeta el procés de desgel del permagel serà més ràpid o acusat. En algunes àrees, determinats llacs es dessecaran, perquè l’aigua marxarà a través de les escletxes o els nous canals que es formen amb el desgel. En altres casos, els llacs expandiran els seus marges a mesura que avanci el desgel —procés conegut com thermokarst— i fins i tot sorgiran nous llacs en depressions del relleu.

En aquest escenari d’incerteses climàtiques, introduir la descàrrega de l’aigua subterrània en els models climàtics millorarà les prediccions de les futures emissions de CH4 (metà) des dels llacs.

«Això —conclou la professora— ens permetrà avaluar quin és el paper dels llacs en el cicle del carboni i si realment funcionen com a fonts o com a possibles embornals de gasos amb efecte d’hivernacle. Aquesta informació és clau per poder desenvolupar polítiques de conservació adequades per tal de mitigar el canvi climàtic».

Article: Olid, C.; Rodellas, V.; Rocher-Ros, G.; Garcia-Orellana, J.; Diego-Feliu, M.; Alorda-Kleinglass, A.; Bastviken, D.; Karlsson, J. «Groundwater discharge as a driver of methane emissions from Arctic lakes». Nature Communications, juny de 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-31219-1

Els investigadors agraeixen i dediquen aquest treball a Jordi Garcia-Orellana, qui de manera sobtada ens va deixar fa poc: «A molts, ell ens va motivar per fer recerca. També va ser un gran amic; quan vam necessitar suport, sempre hi va ser. La idea d’aquest projecte va sorgir de la seva passió per entendre l’impacte de l’aigua subterrània en els cicles biogeoquímics, tant de sistemes costaners com d’aigües continentals. Aquest treball i molts d’altres no haurien estat possibles sense ell».

Dins de