Jak zrozumieć wieczną zmarzliznę

Około jedna czwarta obszaru północnej półkuli klasyfikuje się jako wieczna zmarzlina — trwale zamarznięty grunt. Za sprawą zmian klimatu materia organiczna, które jest obecnie zamarznięta w wiecznej zmarzlinie, z czasem zacznie się rozkładać, uwalniając do atmosfery gazy cieplarniane. Zjawisko to określane jest mianem "sprzężenia zwrotnego wiecznej zmarzliny" (permafrost carbon feedback) i może mieć ono potencjalnie poważny wpływ na globalną zmianę klimatu.

Projekt PAGE21 (Changing permafrost in the Arctic and its global effects in the 21st century) pozwala lepiej zrozumieć procesy fizyczne i biogeochemiczne zachodzące na obszarach objętych wieczną zmarzliną. Wiedza ta umożliwi dalszy rozwój globalnych modeli klimatycznych oraz pozwoli na uzyskanie dokładniejszych prognoz klimatycznych w przyszłości.

W ramach projektu PAGE21 przeprowadzane są badania w terenie na obszarze Arktyki, które mają na celu określić wielkość rezerwuarów węgla i azotu w wiecznej zmarzlinie oraz ich wrażliwość na zmiany klimatu. Do badań wykorzystywane są dane pozyskane z rdzeni lodowych i odwiertów i mają one na celu oszacować objętość lodu w gruncie, temperaturę gruntu oraz bilans energetyczny na powierzchni. Naukowcy, wykorzystując maszty czujnikowe, zmierzyli też poziom uwalniania wody, dwutlenku węgla i metanu.

Pomiary te zestawianie są z danymi satelitarnymi na poziomie lokalnym i regionalnym, co ma na celu uzyskanie dokładniejszego obrazu topnienia wiecznej zmarzliny oraz stworzenie szczegółowych map geomorfologicznych ukazujących obszary występowania materii organicznej.

Połączone zestawy danych o wysokiej jakości udostępniane są międzynarodowym bazom danych, takim jak PANGAEA i European Fluxnet. Ponadto, stworzono nową bazę danych pod patronatem Globalnej Sieci Obserwacji Powierzchni Ziemi (GTN-P), w której przechowywane są zgromadzone na całym świecie zestawy danych na temat temperatury powierzchniowej wiecznej zmarzliny, temperatury gruntu, grubości warstwy aktywnej, wilgotności gleby na powierzchni, temperatury powietrza i powierzchni.

Dzięki projektowi PAGE21 poprawie ulegną wyniki modeli obejmujących procesy związane z wieczną zmarzliną, co pozwoli nam lepiej zrozumieć kluczowe mechanizmy i parametry wpływające na wrażliwość wiecznej zmarzliny w Arktyce na zmiany klimatu.