Immediate methane and carbon dioxide release from exposed permafrost at an active retrogressive thaw slump in the Canadian Arctic

Resumen Técnico: Liberación Inmediata de Metano y Dióxido de Carbono por el Descongelamiento del Permafrost

Planteamiento del Problema
El Ártico está experimentando un calentamiento rápido, lo que impulsa el deshielo del permafrost y acelera las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Si bien las características de deshielo rápido, específicamente los deslizamientos de retroceso por deshielo, están aumentando en frecuencia y severidad en todo el Ártico, sus emisiones asociadas de GEI siguen estando insuficientemente delimitadas. Las estimaciones actuales de emisiones para estos deslizamientos dependen en gran medida de incubaciones de laboratorio y extrapolaciones de las reservas de carbono, en lugar de mediciones de campo directas in situ. En consecuencia, la liberación inmediata de gases atrapados dentro de la matriz de suelo congelado tras su exposición no se tiene plenamente en cuenta en los modelos existentes.

Metodología
Este estudio cuantifica directamente los flujos de metano ($CH_4$) y dióxido de carbono ($CO_2$) desde la pared frontal expuesta de un deslizamiento de retroceso por deshielo activo en el Ártico canadiense. El equipo de investigación fue más allá de las simulaciones de laboratorio para medir las emisiones directamente desde el sitio de campo. Para identificar la fuente biológica del metano atrapado, los autores analizaron la transcripción microbiana, dirigiéndose específicamente a la metil-coenzima M reductasa, una enzima clave en la metanogénesis. El estudio también examinó las variaciones en las emisiones a través de diferentes unidades crioestratigráficas, correlacionando los datos de flujo con la historia geomorfológica, el contenido de carbono orgánico y nitrógeno, y la composición de la comunidad microbiana.

Resultos Clave

• Liberación Inmediata de Gases: El deshielo desencadena inmediatamente la liberación de metano biogénico y dióxido de carbono que estaban previamente atrapados dentro de la matriz de suelo congelado.
• Fuente Microbiana: Los datos de transcripción microbiana indican que el metano atrapado se origina de arqueas capaces de llevar a cabo la metanogénesis a temperaturas bajo cero.
• Variabilidad Estratigráfica: Las emisiones de carbono variaron en un orden de magnitud entre las diferentes unidades crioestratigráficas. Las emisiones más altas se observaron en los criosuelos paleo de riqueza orgánica del Holoceno tardío, que contenían abundantes arqueas metanogénicas. Estas variaciones reflejan diferencias en la historia geomorfológica, la composición del suelo (carbono orgánico y nitrógeno) y las comunidades microbianas.
• Emisiones Cuantificadas: El estudio estima que se emiten aproximadamente 300 kg de Carbono (como equivalentes de $CO_2$) anualmente desde la pared frontal del deslizamiento específico estudiado, el cual tiene un área superficial de aproximadamente 1,200 $m^2$.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que estos hallazgos indican que los modelos actuales de retroalimentación del carbono del permafrost probablemente subestiman la liberación de GEI porque omiten la liberación directa de gases almacenados dentro del permafrost. Si bien el estudio se centra en un solo deslizamiento activo, los autores señalan que, al considerar los miles de deslizamientos activos y la extensa erosión del permafrost costero a lo largo de la zona de permafrost continuo del norte, tales características pueden representar una fuente creciente de emisiones de GEI. El artículo destaca la necesidad de incorporar mediciones directas in situ de la liberación de gas atrapado para mejorar la precisión de las estimaciones globales de emisiones.