Permafrost

Sol de permafrost cu o pană de gheață
Video: sol permafrost

Permafrostul - de asemenea solul de permafrost sau solul de permafrost - este solul , sedimentul sau roca care are temperaturi sub punctul de îngheț timp de cel puțin doi ani fără întrerupere în diferite grosimi și adâncimi sub suprafața pământului. Depozitele mai puternice de permafrost au de obicei o vechime de multe mii de ani.

Cercetarea cu permafrost face obiectul cercetărilor periglaciare și este coordonată de Asociația Internațională de Permafrost (IPA) din 1983 . În ea sunt reprezentate 27 de țări, în care cercetări intensive despre permafrost au fost efectuate de mai multe decenii. IPA vă invită la conferințe de specialitate internaționale și regionale la intervale regulate și publică rapoarte anuale despre activitățile sale la nivel mondial. Conferințele internaționale de permafrost au servit schimburi științifice la nivel mondial din 1963. Au avut loc inițial la fiecare cinci ani. Inițiativa în acest sens a venit de la oamenii de știință din SUA, Canada și sovietici.

Istoria cercetării Permafrost

Prima lucrare de cercetare

Cercetările privind permafrostul au început în Rusia. În 1843, Karl Ernst von Baer a scris prima știință de permafrost din lume sub titlul Materiale pentru cunoașterea gheții nemuritoare din Siberia . Încă din 1842/43 exista un dactilografiat gata de tipărit cu 218 de pagini și o hartă permafrost a Eurasiei. Cu toate acestea, lucrarea a fost pierdută timp de aproximativ 150 de ani. Descoperirea și publicarea adnotată a dactilografului finalizată în 1843 în 2001 a fost o senzație științifică. Lucrarea este fascinantă de citit, deoarece atât observațiile lui Baer asupra răspândirii permafrostului, cât și descrierile sale despre morfologia periglaciară sunt încă în mare măsură corecte astăzi.

Expresia colocvială rusă вечная мерзлота wetschnaja merslota , germanul „pământ înghețat pentru totdeauna” , a apărut într-un lexicon științific încă de la mijlocul secolului al XIX-lea.

Permafrost polar

Cercetările cu permafrost au căpătat importanță abia după cel de-al doilea război mondial ca urmare a războiului rece . Linia de avertizare timpurie îndepărtată , un lanț de peste 30 de stații radar, toate construite pe permafrost , a fost creat în anii 1950 de-a lungul coastei de nord a Alaska și prin arhipelagul canadian până în Groenlanda . Cercetarea de bază necesară pentru aceasta a fost coordonată și finanțată de „Laboratorul de cercetare și inginerie al regiunilor reci (CRREL)” al Corpului de Ingineri al Armatei Statelor Unite . Acest lucru a oferit cercetării permafrost mari resurse financiare și logistice. În Uniunea Sovietică, Academia de Științe a URSS a întreprins aceste sarcini de cercetare.

Lucrarea de pionierat a lui J. Ross Mackay asupra pingurilor și pene de gheață din Delta Mackenzie a stârnit un mare interes științific încă din anii 1950 . El și-a continuat proiectele inovatoare timp de aproximativ 50 de ani. Zona de studiu este, de asemenea, o zonă cu mare potențial pentru petrol și gaze naturale, ceea ce a favorizat și cercetarea aplicată.

Progrese mari în cunoașterea despre permafrostul polar au dus la lucrările de construcție a conductei Trans-Alaska de la Prudhoe Bay la Valdez în anii 1970. Conducta lungă de 1287 km rulează pe distanțe mari pe permafrost. În timpul construcției suporturilor conductelor, peste 10.000 de foraje au trebuit să fie efectuate în zonele de permafrost. Protocoalele de foraj transmiteau cunoștințe de specialitate care erau necesare și pentru construirea celorlalte structuri care însoțeau conducta (drumuri, stații de pompare, poduri) în permafrost. Un centru de cercetare permafrost este încă situat astăzi la Universitatea din Alaska Fairbanks (UAF). În orașul Fairbanks , lucrările de construcție pot fi adesea văzute indicând permafrostul găsit sub oraș (clădiri pe suporturi, pompe de căldură).

Un proiect mult remarcat a fost demarat în 1959 de către Fritz Müller (glaciolog) pe insula Axel Heiberg din arctica canadiană extremă. Stația de cercetare construită în 1959 funcționează și astăzi. A permis numeroase lucrări de pionierat, precum cea mai importantă serie de echilibru glaciologic de masă pe un ghețar arctic (ghețarul alb ) sau măsurarea pe termen lung a unei morene active de compresie arctică pe ghețarul Thompson în avans . Lucrarea a fost începută la Universitatea McGill , apoi a continuat la ETH Zurich de Fritz Müller. Au dat naștere unor lucrări de urmărire pe Insula Ellesmere și Insula Ward Hunt de către oamenii de știință de la Universitatea Heidelberg , ulterior la JLU Giessen . Între 1975 și 1990, oamenii de știință au efectuat expediții mai lungi în unele zone de permafrost neexplorate anterior din Arctica canadiană

Permafrost alpin

Țările alpine au mulți ani de experiență în pericolele permafrostului și zăpezii datorită gestionării riscurilor de dezastru, care este esențială în zonele montane. Interesul pentru procesele periglaciare și relația lor cu permafrostul a condus la măsurători ale mișcării pe ghețarii de rocă , care, prin definiție, sunt obiecte din permafrostul alpin, încă din anii 1970, în special în Elveția, Franța și Austria . La Universitatea din Basel , de exemplu, geomorfologul Dietrich Barsch a observat mișcarea ghețarilor de stâncă din Engadina . Studentul său Wilfried Haeberli a extins investigațiile la Universitatea din Zurich și a dezvoltat legi aplicabile în general pentru apariția permafrostului alpin. La Zurich, geomorfologul Gerhard Furrer s- a dedicat și relației dintre permafrost și soliflucție în Alpii elvețieni și pe Svalbard. Rezultatele bune au determinat IPA să găzduiască Conferința Internațională de Permafrost (ICOP) în 2003 la ETH Zurich. Au participat peste 200 de participanți din 24 de țări, precum și excursii la obiectele de cercetare examinate în regiunea alpină. La conferință, problemele geotehnice referitoare la structuri și stabilitatea acestora în cazul alunecărilor de teren cauzate de topirea permafrostului au întâmpinat un mare interes. Sarah Springman a putut să prezinte campaniile de forare și monitorizare pe care le conduce pe ghețarii de stâncă. Institutul WSL pentru zăpadă și de avalanșă Cercetare SLF joacă , de asemenea , un rol de lider și, cu „Unitatea de Cercetare de zăpadă și a permafrostului“, a fost dedică sine pentru probleme de siguranță în ceea ce privește consecințele globale de încălzire timp de mai mulți ani . Datorită numărului mare de cercetători în permafrost alpin și a rezultatelor remarcabile ale cercetării acestora, țările alpine Elveția, Franța, Germania și Italia s-au numărat printre cei 24 de membri fondatori ai IPA în 1983 la Fairbanks (Alaska).

Centrul de cercetare în țările vorbitoare de limbă germană

Cercetarea permafrostului în regiunea alpină este acum un subiect standard la multe institute de geografie din universități. Trebuie menționată Universitatea Tehnică din München cu o catedră pentru mișcări de pantă (Michael Krautblatter), în Elveția geoștiințele de la Université de Fribourg , în Austria universitățile din Graz și Viena . În predare și cercetare, alunecările de roci sunt primele exemple ale posibilelor consecințe catastrofale ale încălzirii globale în zonele de permafrost. În permafrostul muntelui dezghețat se ascund pericole imense, deoarece fisurile fine ale stâncii pot conține și gheață în stâncă, ceea ce poate duce la alunecări de teren pe fețele abrupte ale stâncii la dezghețare. Alunecarea de teren Randa VS din 1991 și alunecarea de teren Bondo cu mai multe evenimente în 2017 au fost studiate foarte atent .

distribuție

Distribuția și frecvența permafrostului (permafrost continuu, discontinuu, sporadic și izolat în emisfera nordică)

Permafrostul se formează de obicei acolo unde temperatura medie anuală este de -1 ° C și precipitațiile anuale nu depășesc 1000 milimetri. Marile zone de permafrost ale pământului se află, prin urmare, în regiunile polare cu tundrele arctice și antarctice , în părți ale zonelor forestiere de conifere boreale , dar și în alte zone care îndeplinesc cerințele pentru permafrost, cum ar fi majoritatea munților înalți ai pământului. Zona permafrost este zona circumpolară de îngheț perpetuu, care include tundra continentelor nordice, zonele mari de pădure și zonele offshore ale fundului mării . Din punct de vedere geografic, acoperă părți mari din nordul Canadei , Alaska , Groenlanda și estul Siberiei . Aproximativ 20-25% din suprafața terestră a Pământului se află în aceste zone de permafrost. Groenlanda este 99%, Alaska 80%, Rusia 50%, Canada 40-50% și China până la 20% în zona permafrost. La sud, unele zone de permafrost se extind în Mongolia . O locație în zona permafrost nu înseamnă automat o substrat cu permafrost pentru fiecare locație individuală, dar se face distincția între continuu (> 90% procent), discontinuu (> 50-90% procent), sporadic (> 10-50 zonă) procente) și zone izolate (<10 procente de suprafață) permafrost.

Permafrostul pătrunde, de asemenea, în subsol la diferite adâncimi: în Siberia se ating adâncimi de până la 1500 de metri, în părțile centrale ale Scandinaviei de multe ori doar în jur de 20 de metri. Motivele pentru acest lucru stau în marea glaciație continentală a ultimei ere glaciare (glaciația Vistula ): Siberia, pe de altă parte, nu a fost glaciară în mare măsură, astfel încât subsolul a fost expus aerului rece, astfel încât să poată îngheța. până la altitudini foarte mici. În schimb, zona centrală a Scandinaviei a fost izolată de o strat gros de gheață , ceea ce însemna că permafrostul nu putea pătrunde la fel de adânc.

Există, de asemenea, zone de permafrost în regiunile înalte de munte , cum ar fi Alpii sau munții înalți scandinavi . În zonele mai înalte de permafrost ale acestor munți, condițiile climatice actuale corespund distribuției actuale a permafrostului. Într-o zonă cu temperaturi medii anuale ale aerului de -3,5 ° C, se poate aștepta ca permafrost să apară în aproximativ 50% din zonă, adesea cu o grosime de 200 până la 300 de metri. Această relație între temperatura medie anuală a aerului și apariția permafrostului se găsește, de asemenea, în mare parte în permafrostul polar. Noile formări recente de permafrost au loc doar într-o măsură foarte mică , de exemplu prin topirea unui ghețar izolator , prin care solul expus este expus aerului rece și permafrostul se poate forma din nou aici, cu condiția îndeplinirii condițiilor pentru aceasta. Pe de altă parte, o creștere a temperaturii medii a aerului determină dezghețarea permafrostului în Alpi. De exemplu, în 2015, aportul de apă (pentru apă potabilă și hidroenergie) al Richterhütte la 2.374 m deasupra nivelului mării în Alpii Zillertal a fost distrus. Observatorul Sonnblick este de asemenea pus în pericol pe termen lung.

În emisfera sudică, există permafrost, cu excepția regiunii muntoase a Anzilor , pe aproape 50.000 km 2 de zone fără ghețari din Antarctica. Mai puțin de 1 la sută din masele terestre de acolo sunt lipsite de gheață.

În Arctica există chiar permafrost submarin, adică permafrost pe fundul oceanului. Datorită scăderii eustatice a nivelului mării, multe rafturi continentale s-au situat deasupra nivelului mării în ultima eră glaciară , ceea ce a permis formarea permafrostului pe aceste zone terestre până la o adâncime de câțiva 100 de metri. Apa de mare care a inundat din nou raftul în perioada post-glaciară era prea rece pentru a dezgheța din nou permafrostul acum submarin. Permafrostul submarin se poate forma și atunci când gheața de mare se odihnește pe fundul mării în ape foarte puțin adânci și sedimentele de sub îngheț. Cele mai cunoscute zăcăminte de permafrost submarin se află în Marea Laptev, în Oceanul Arctic, în largul coastei Siberiei.

Permafrostul se poate dezgheța la suprafață vara; podeaua decongelare (denumit în continuare stratul activ în literatura de specialitate ) este , de obicei , câteva decimeters și rareori mai mult de 2 metri, sub care suprafața de bază rămâne înghețat. Numeroase procese periglaciare au loc în podeaua de decongelare . Stratul superior al solului care este înghețat în afara zonelor periglaciare în timpul iernii se numește îngheț de iarnă .

Unele prognoze viitoare estimează că, datorită creșterii încălzirii globale, dacă temperatura medie crește cu 2  K, zonele de permafrost din întreaga lume vor scădea cu 25-44%.

Schița permafrostului

Secțiune transversală printr-un permafrost

Distribuție geografică

  1. Zona sau înălțimea permafrostului continuu (90 până la 100% din suprafața unei regiuni este înghețată)
  2. Zona sau creșterea permafrostului discontinuu (mai mult de 50% din suprafața unei regiuni este înghețată)
  3. Zona sau creșterea permafrostului sporadic (subsolul înghețat este neuniform, mai puțin de 50%)

Secțiune transversală prin permafrost (de sus în jos)

  1. sol estival dezghețat ( strat activ ), care este dezghețat la temperaturi mai ridicate (grosime: de la câțiva centimetri până la aproximativ trei metri) și îngheață din nou în iarna următoare.
  2. permafrost efectiv

O zonă necongelată din permafrost se numește talik . Se face distincția între taliki deschis și închis, acestea din urmă nu au contact cu podeaua de dezgheț.

Distribuția zonelor de vegetație în timpul maxim la rece a ultimei perioade glaciare din perioada 24.500 la 18.000 î.Hr. In Europa.
alb: glaciație ; linie întreruptă roz: limita sudică a tundrei; linie punctată albă: limita sudică a aparițiilor de permafrost; linia verde: marginea stepei nordice / linia arborelui; eclozare galbenă: deșert loess

Importanță paleontologică

În unele zone de permafrost din Siberia, fauna și flora pre-glaciară au fost excelent conservate. Deoarece materialul biologic găsit a fost înghețat până în prezent, sunt posibile și analize ADN ale descoperirilor, ceea ce altfel nu este posibil cu fosilele . In 1997 , un foarte bine conservat woolly mamut (The mamut Jarkow a fost găsit) pe Peninsula Taimyr din nordul Siberiei de către Dolgan Gennadij Jarkow și apoi examinate pe larg.

O specie de toadflax Silene stenophylla a fost, de asemenea, păstrată în permafrostul siberian timp de peste 30.000 de ani. În 2012, cercetătorii de la Academia Rusă de Științe au reușit să cultive plante din aceste rămășițe înghețate. Viruși precum Mollivirus sibericum, vechi de 30.000 de ani, au fost de asemenea găsiți în permafrost, precum și nematode care au fost păstrate în permafrost de la Pleistocen acum aproximativ 42.000 de ani. În ciuda faptului că au fost înghețați de zeci de mii de ani, două tipuri de viermi au fost resuscitați cu succes.

Depozitarea carbonului

În regiunile de permafrost din Arctica , Antarctica și munții înalți , sunt stocate între 1.300 și 1.600 de gigatoni de carbon , aproximativ de două ori mai mult decât în ​​întreaga atmosferă a Pământului (aproximativ 800 de gigatoni): Când permafrostul se dezgheță, accelerat de schimbările climatice, este eliberat ca gaz de seră, dioxid de carbon. Dezghețarea permafrostului este considerată a fi unul dintre cele mai semnificative elemente de înclinare a încălzirii globale. Investigația dinamicii carbonului în subsol influențată de permafrost și estimarea cantității de carbon stocate acolo fac obiectul cercetărilor actuale.

Scăderea permafrostului

Inele de piatră pe Svalbard
Crestele de pene de gheață vizibile la suprafața pământului
Soliflucție pe Svalbard

În cursul încălzirii globale , permafrostul se încălzește aproape în întreaga lume. În ultimele decenii a fost observată o migrație spre nord a frontierei permafrostului din America de Nord , Eurasia și Arctica. Potrivit unui studiu al Institutului Alfred Wegener (AWI), temperatura globală a permafrostului a crescut cu 0,3 grade Celsius între 2007 și 2016 . Cea mai mare creștere a fost observată în Siberia , unde temperatura uneori a crescut cu până la un grad Celsius. În plus față de temperaturile mai ridicate ale aerului, zona discontinuă de permafrost se datorează și unui strat mai gros de zăpadă, ceea ce înseamnă că subsolul se răcește mai puțin în timpul iernii. În Valea Garwood de pe coasta Antarcticii de Est a Țării Victoria , dezvoltarea termică carstică a accelerat brusc între 2001 și 2012 . Cauza este probabil o radiație solară mai intensă ca urmare a schimbării condițiilor meteorologice. Stratul subțire de sedimente peste permafrost și-a accelerat decongelarea. Se teme că o încălzire a regiunii ar putea duce la dezghețarea rapidă a zonelor mai mari de permafrost.

Farquharson și colab. a publicat un articol științific în 2019 despre schimbările de permafrost (cauzate de termokarst ) la trei stații de măsurare din Arctica înaltă canadiană între 2003 și 2017. Potrivit autorilor, solul din unele regiuni din Canada a dezghețat adesea la fel de mult în timpul perioadei de studiu așa cum s-ar întâmpla cu o dezvoltare moderată (conform scenariului IPCC RCP 4.5 ; a se vedea, de asemenea, calea de concentrare reprezentativă ) a fost de fapt așteptată doar pentru anul 2090, cu încălzirea globală de aproximativ 1,1 până la 2,6 ° C. Ca urmare, de exemplu, subsolul de la stația meteo „Mold Bay” de pe Insula Prințului Patrick a cedat cu aproximativ 90 de centimetri în perioada studiată. Motivul acestei dezvoltări pare să fie dezghețarea permafrostului; Tabelul permafrost se mută la adâncimi din ce în ce mai mari din cauza verilor calde frecvente, peste medie, deoarece solul decongelat de vară are o capacitate limitată de tampon de căldură și astfel izolează slab solul permafrost împotriva temperaturilor în creștere.

Datorită creșterii temperaturii în Arctica, riscul de incendii forestiere poate crește. Dacă solul de turbă din Arctica devine mai uscat ca urmare a încălzirii, acesta ia foc mai ușor și, la rândul său, eliberează gaze cu efect de seră în atmosferă. Fumul și funinginea rezultate în urma incendiilor acoperă zonele de apă și zăpadă și reduc reflectanța acestora ( albedo ), ceea ce duce la o încălzire locală mai mare. Permafrostul decongelat, la rândul său, oferă focurilor cu mai multă hrană. În iunie și iulie 2019, un număr neobișnuit de mare de incendii forestiere a fost observat în Arctica și subarctica, în special în Alaska, unde a existat o perioadă mare de căldură și secetă în 2019 (vezi și Incendiile forestiere din pădurile boreale din emisfera nordică în 2019 ). Dacă temperaturile ridicate și seceta persistă timp de câțiva ani consecutivi, zonele de turbă devin mai inflamabile și apar focuri de mlaștină subterane , care cu greu pot fi stinse. În 2020, ca urmare a valului de căldură din Siberia, a existat o dezghețare crescută a permafrostului și, astfel, dezastrul de motorină lângă Norilsk .

Deteriorarea clădirilor și infrastructurii

Consecințele imediate ale scăderii permafrostului includ daune la drumuri, case și infrastructură. Clădirile se pot scufunda complet sau parțial și pot fi distruse. Deteriorarea plantelor industriale, în care există riscul ca cantități mari de poluanți să fie eliberate în ecosistemele sensibile arctice, care sunt dificil de regenerat din cauza perioadei scurte de vegetație, este deosebit de amenințătoare din punct de vedere ecologic. În 2020, s-a produs o deversare severă de petrol în orașul siberian Norilsk, când a izbucnit un rezervor de petrol pentru o centrală electrică, ca urmare a decongelării permafrostului și a scurs peste 20.000 de tone de petrol. Aproximativ 5.000 de tone de petrol au contaminat solul, cea mai mare parte a petrolului a ajuns în corpurile de apă, în special în râul Ambarnaya . Accidentul este considerat a fi cel mai mare accident de până acum ca urmare a decongelării permafrostului. Potrivit Greenpeace Rusia, a fost cea mai mare deversare de petrol din Arctica de la dezastrul Exxon Valdez din 1989. Înainte, Siberia trăise cea mai caldă iarnă de când au început înregistrările acum 130 de ani, cu până la 6 grade peste media pe termen lung. În Rusia, temperaturile între ianuarie și mai 2020 au fost cu 5,3 ° C peste media pentru anii 1951–1980; În plus, recordul anterior a fost depășit cu 1,9 ° C.

Amplificarea schimbărilor climatice

Pe termen lung, dezghețarea este temută într-o măsură și mai mare, deoarece Arctica este mai caldă decât media (→  amplificare polară ). Unii oameni de știință cred că va exista un feedback pozitiv atunci când permafrostul ca biomasă legată de carbon în timpul dezghețării și degradării biomasei ca gaz de seră CO 2 ar fi deversată în atmosferă.

În plus, cantități mari de metan legat în permafrost vor scăpa în atmosferă în acest caz . Costurile de urmărire economică ale eliberării gazului metan la dezghețarea permafrostului sub Marea Siberiană de Est ( Arctica ) în cursul încălzirii globale au fost estimate la 60 trilioane de dolari SUA în întreaga lume. Datorită extinderii reduse a permafrostului în Antarctica și a faptului că „schimbările climatice din Antarctica continentală au loc mult mai încet” decât în ​​Arctica, permafrostul antarctic nu reprezintă un risc relevant de climă pentru emisiile de gaze cu efect de seră.

Potrivit unui studiu publicat în Nature în 2018 , estimările anterioare au avut în vedere doar dezghețarea treptată a permafrostului în apropierea suprafeței; Dezghețarea rapidă a lacurilor termokarst accelerează mobilizarea carbonului pe podeaua lacului de dezgheț. Măsurat în echivalenți de CO 2 , acest lucru duce la creșterea semnificativă a emisiilor. Modelele climatice care țin seama doar de dezghețarea treptată și nu rapidă a permafrostului au subestimat semnificativ emisiile de carbon cauzate de dezghețarea permafrostului. Pe lângă dioxidul de carbon și metanul, dezghețarea eliberează tot mai mult oxid de azot , al cărui potențial de încălzire globală de peste 100 de ani este de aproximativ 300 de ori mai mare decât cel al CO 2 . Încălzirea ulterioară poate transforma Arctica dintr-o sursă neglijabilă anterior într-o sursă mică, dar semnificativă, de emisii globale de oxid de azot. Potrivit oamenilor de știință, influența microorganismelor care formează metan în permafrost a fost mult timp subestimată în modelele climatice .

În modelele climatice CMIP5 , emisiile de gaze cu efect de seră cauzate de dezghețarea permafrostului nu sunt luate în considerare, ceea ce duce la o subestimare sistematică a încălzirii globale. Prin urmare, cercetătorii au încercat să adauge aceste efecte retrospectiv folosind factori de corecție.

Un studiu realizat de Natali și colab. (2019) ajunge la concluzia că încălzirea recentă din Arctica, care a crescut iarna, accelerează semnificativ degradarea microbiană a materiei organice din sol și eliberarea ulterioară de dioxid de carbon. Pentru a estima pierderile de carbon actuale și viitoare în timpul iernii din zona nordică de permafrost, autorii au sintetizat observații regionale in-situ ale fluxului de CO 2 din solurile arctice și boreale. Ei au estimat o pierdere actuală a regiunii permafrost de 1.662 TgC pe an în sezonul de iarnă (octombrie - aprilie) . Această pierdere este mai mare decât consumul mediu de carbon în sezonul de vegetație din această regiune, estimat conform modelelor de proces (−1.032 TgC pe an). Extinderea previziunilor modelului la condiții mai calde până la 2100 indică o creștere a emisiilor de CO 2 în timpul iernii, cu un scenariu moderat de protecție climatică (calea reprezentativă de concentrație 4.5) cu 17% și cu continuarea scenariului de emisii anterior (calea reprezentativă a concentrației 8.5 ) 41% acolo. Aceste rezultate oferă o bază pentru emisiile de CO 2 din iarnă din regiunile nordice și indică faptul că pierderile crescute de CO 2 din sol datorate încălzirii în timpul iernii pot compensa absorbția carbonului în sezonul de vegetație în condițiile climatice viitoare.

Eliberarea mercurului

Un alt pericol este eliberarea unor cantități mari de mercur dăunător atunci când permafrostul se dezgheță. În biomasa înghețată a permafrostului arctic, este legat aproximativ de două ori mai mult mercur decât în ​​toate celelalte soluri, atmosfera și oceanele combinate. Când permafrostul se dezgheță, ar începe procesele de biodegradare, prin care mercurul poate fi eliberat în mediu, unde poate fi găsit, printre altele. ar putea dăuna ecosistemelor arctice, vieții acvatice marine și sănătății umane.

Modificări ale topografiei

„Stilt house” din Yakutsk
Dezghețarea solului în regiunea permafrost

Dezghețarea permafrostului a provocat deja schimbări semnificative și amenințătoare în topografie ( termokarst ). În special în nordul Rusiei, suprafețele plane mari s-au scufundat într-o perioadă scurtă de timp, când apa înghețată s-a dezghețat și, prin urmare, și-a pierdut volumul, gazele prinse au scăpat și solul perforat s-a prăbușit ulterior sub propria greutate. De atunci, suprafețele mari au fost un peisaj de crater cu copaci și lacuri strâmbe și dezrădăcinate cu condens. De asemenea, permafrostul submarin de pe coasta siberiană se dezgheță mai repede datorită fluxului de apă caldă și permițând evacuarea gazelor.

Dezghețarea superficială a subsolului provoacă multe probleme în construcția clădirilor. În zonele de permafrost, clădirile sunt așadar așezate pe grămezi care ajung în zonele înghețate permanent ale solului și așadar stau pe un teren solid. Apoi, aerul poate trece sub clădire și poate duce la căldura emisă de clădire. Pământul este, de asemenea, umbrit, o altă protecție împotriva dezghețului.

Dezghețarea permafrostului din Alpi poate pune în mișcare pante întregi de munte (mișcare de masă ). În 2007, aproximativ patru milioane de metri cubi de stâncă și gheață s-au alunecat spre vale pe Bliggferner din Alpi. În regiunile muntoase din Norvegia, permafrostul arată o temperatură de la 0 la -3 ° C. Prin urmare, dacă încălzirea globală continuă, sunt probabil alunecări de teren masive, deoarece apa înghețată acționează ca un agent de legare și ține împreună roci libere, nisip și altele asemenea. Ca urmare a alunecărilor de teren și alunecărilor de teren , megatsunami cu înălțimi de alunecare de 100 m și mai multe ar putea apărea în cheile fiordului îngust .

Măsuri de conservare a permafrostului

Pentru a proteja permafrostul, Fundația Parcului Pleistocen a fost înființată într-o cooperare germano-rusă. Odată cu restaurarea florei și faunei din epoca Pleistocenului, topirea permafrostului este contracarată. Conservarea permafrostului se realizează prin doi factori principali:

1. Diverse erbivore sunt așezate în Parcul Pleistocen. Când caută hrană iarna, animalele distrug stratul izolator de zăpadă și, în același timp, îl compactează. În acest fel, frigul poate pătrunde mai bine în sol și căldura stocată poate scăpa mai bine. Prezența animalelor este suficientă pentru menținerea permafrostului.

2. Datorită albedo (radiații din spate), mai multe radiații solare primite sunt reflectate direct și nu sunt disponibile pentru sistem ca energie. Steppentundra este mai ușoară decât vegetația predominantă în prezent, astfel încât se reflectă o proporție mai mare din căldura solară. Prin urmare, permafrostul este mai puțin încălzit vara.

diverse

Cu siguranță există și permafrost pe Marte . Se crede că apa care odinioară era abundentă pe Marte este acum cel puțin parțial sub formă de gheață în pământ.

O încălzire cu pompă de căldură cu utilizare geotermală poate duce la permafrost atunci când energia termică extrasă nu mai poate fi alimentată în mod adecvat de mediu. În acest caz, se formează un bloc de pământ înghețat în jurul bobinelor schimbătorului de căldură din pământ, ceea ce reduce semnificativ puterea de încălzire.

Vezi si

  • Crioturbare - amestecarea suprafeței din apropierea suprafeței prin înghețare și decongelare
  • Nunavut - teritoriu din nordul Canadei caracterizat prin soluri de permafrost
  • Termokarst - proces de formare a terenului prin dezghețarea superficială a solurilor de permafrost

literatură

  • A. Strahler & A. Strahler: Geografie fizică . 2002.
  • MA Summerfield: Geomorfologie globală. O introducere în studiul formelor de relief . 1991.
  • H. Zepp: Grundriss Allgemeine Geographie: Geomorphologie . 2004.
  • F. Ahnert: Introducere în Geomorfologie . 1996.
  • H. franceză: mediul periglaciar . 2004.
  • H. Cititori: Geomorfologie - Seminarul geografic . 2003.
  • J. Harta: Delimitarea spațială și diferențierea regională a periglaciarului . 1979.
  • A. Semmel: Morfologia periglaciară . 1985.
  • WD Blümel: Geografia fizică a regiunilor polare . 1999.
  • Bernhard Wietek : Permafrost în zona de vârf. Revista internațională a telecabinei 2/2007 . 2007.
  • W. Zech, P. Schad, G. Hintermaier-Erhard: Solurile lumii. Ediția a II-a . Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-36574-4 .

Link-uri web

Commons : Permafrost  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio
 Wikinews: Siberia: Dezghețarea Permafrost alertează oamenii de știință din climă  - Mesaj
Wikționar: Permafrost  - explicații ale semnificațiilor, originilor cuvintelor, sinonime, traduceri
Wikționar: Permafrost soil  - explicații privind semnificațiile, originea cuvintelor, sinonime, traduceri

Dovezi individuale

  1. ↑ Lexicon of Geosciences . bandă 2. , 2000, pp. 326 .
  2. ^ Site-ul Asociației Internaționale Permafrost
  3. ↑ Conferințe internaționale Permafrost 1963-2024
  4. ↑ Karl Ernst von Baer, ​​1843: Materiale pentru cunoașterea gheții de pământ nepieritoare din Siberia. Publicație adnotată din 2001. Text integral, 316 pagini
  5. ↑ „ Inima rece a Siberiei se dezgheță ” în Ediția Le Monde diplomatique 2017, nr. 20 p. 13.
  6. ^ Dietrich Barsch, Lorenz King (ed.): Rezultatele expediției Heidelberg-Insula Ellesmere . Lucrări geografice Heidelberg . Volumul 69, 1981, 573 de pagini.
  7. ↑ G. Hintermaier-Erhard și colab.: Dictionary of Soil Science . 1997, ISBN 3-432-29971-0 , pp. 205 .
  8. ↑ Alexey Portnov, Andrew J. Smith și colab.: Dezintegrarea permafrostului în larg și metanul masiv al fundului mării scapă în adâncimi de apă> 20 m la raftul Mării Sudului Kara . bandă 40 . GRL, 2013, p. 3962–3967 , doi : 10.1002 / grl.50735 ( online , PDF ).
  9. ^ Max, MD: Hidrat de gaze naturale: sisteme de coastă și margini continentale . Ediția a V-a. Springer, 2000, ISBN 978-94-011-4387-5 , pp. 415 ( online , PDF ).
  10. ^ Permafrost ( engleză, franceză ) În: Enciclopedia canadiană . Adus pe 21 august 2016.
  11. ↑ Lorenz King : Permafrost în Scandinavia - Rezultatele cercetărilor din Laponia, Jotunheimen și Dovre / Rondane. Heidelberg Geographic Works 76, 174 pagini, 1984, ISBN 3-88570-076-X
  12. ↑ Schimbările climatice distrug instalația metalurgică , orf.at, 11 septembrie 2015, accesat la 5 octombrie 2015.
  13. ^ A b Lars Kutzbach, Paul Overduin, Eva-Maria Pfeiffer, Sebastian Wetterich și Sebastian Zubrzycki: Permafrost terestru și submarin în Arctica . În: José L. Lozán, Hartmut Graßl , Dieter Kasang, Dirk Notz și Heidi Escher-Vetter (eds.): Semnal de avertizare climatică: Gheața pământului . 2015, p. 78–86 , doi : 10.2312 / warnsignal.klima.eis-der-erde.12 ( http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de./ ).
  14. ↑ a b Pericolul schimbărilor climatice de la dezghețarea permafrostului? (PDF) În: hârtie de fundal Umweltbundesamt. Agenția Federală de Mediu, august 2006, accesată la 17 ianuarie 2019 .
  15. ↑ a b Sayedeh Sara Sayedi, Benjamin W Abbott, Brett F Thornton, Jennifer M Frederick, Jorien Vonk E: stocuri de carbon permafrost submarin și sensibilitate la schimbările climatice estimate prin evaluare de către experți . În: Scrisori de cercetare de mediu . bandă 15 , nr. 12 , 1 decembrie 2020, ISSN  1748-9326 , p. 124075 , doi : 10.1088 / 1748-9326 / abcc29 ( iop.org [accesat la 3 ianuarie 2021]).
  16. ↑ Unde este Frozen Ground? National Snow and Ice Data Center (NSIDC), accesat pe 19 iunie 2018 .
  17. ^ Oleg A. Anisimova, Frederick E. Nelson: Distribuția permafrostului în emisfera nordică în scenarii de schimbare climatică. În: Schimbare globală și planetară. Volumul 14, nr. 1-2, august 1996, pp. 59-72, doi: 10.1016 / 0921-8181 (96) 00002-1 .
  18. ↑ Hanno Charisius: Ca în vara anului 2090 . În: sueddeutsche.de . 17 iunie 2019, ISSN  0174-4917 ( sueddeutsche.de [accesat la 23 iunie 2019]).
  19. ↑ Peter U. Clark, Arthur S. Dyke, Jeremy D. Shakun, Anders E. Carlson, Jorie Clark, Barbara Wohlfarth, Jerry X. Mitrovica, Steven W. Hostetler, A. Marshall McCabe: The Last Glacial Maximum . În: Știință . bandă 325 , nr. 5941 , 2009, p. 710-714 .
  20. ^ Anunț pe handelsblatt.com din 21 februarie 2012 , accesat pe 21 februarie 2012
  21. ↑ AFP: Oamenii de știință vor reanima „virusul gigant” vechi de 30.000 de ani găsit în Siberia. Daily Telegraph 8 septembrie 2015
  22. ↑ AV Shatilovich, AV Tchesunov, TV Neretina, IP Grabarnik, SV Gubin, TA Vishnivetskaya, TC Onstott, EM Rivkina: Viabil Nematodes from Pleistocene Late Permafrost of the Kolyma River Lowland. În: Științe biologice Doklady. 480, 2018, p. 100, doi: 10.1134 / S0012496618030079 .
  23. ↑ Deutschlandfunk , Wissenschaft im Brennpunkt , 7 august 2016, Andrea Rehmsmeier : Pe gheață subțire (5 noiembrie 2016)
  24. ↑ ipa.arcticportal.org: International Permafrost Association (5 noiembrie 2016)
  25. ↑ Frontiere 2018/19: Probleme emergente de îngrijorare pentru mediu. Accesat la 6 martie 2019 .
  26. ↑ Aruncator de metan Permafrost - Wissenschaft.de . În: Wissenschaft.de . 20 martie 2018 ( Wissenschaft.de [accesat pe 6 martie 2019]).
  27. ↑ Sebastian Zubrzycki, Lars Kutzbach, Eva-Maria Pfeiffer: solurile din regiunile permafrost ale Arcticii ca o chiuvetă de carbon și sursă de carbon . În: Polar Research . bandă 81 , nr. 1 , 2011, p. 33-46 ( awi.de [PDF]).
  28. ↑ Joachim Wille: Clima turbo. În: Klimareporter. 11 februarie 2020, accesat la 11 februarie 2020 (germană).
  29. ↑ Yu Zhang, Wenjun Chen, Daniel W. Riseborough: schimbări temporale și spațiale ale permafrostului în Canada de la sfârșitul Micii ere glaciare . În: Journal of Geophysical Research . Noiembrie 2006, doi : 10.1029 / 2006JD007284 .
  30. ^ VE Romanovsky, DS Drozdov, NG Oberman, GV Malkova, AL Kholodov, SS Marchenko, NG Moskalenko, DO Sergeev, NG Ukraintseva, AA Abramov, DA Gilichinsky, AA Vasiliev: Starea termică a permafrostului în Rusia . În: Procese permafrost și periglaciare . Iunie 2010, doi : 10.1002 / ppp.683 .
  31. ↑ Boris K. Biskaborn, Sharon L. Smith, Jeannette Noetzli, Heidrun Matthes, Gonçalo Vieira, Dmitry A. Streletskiy, Philippe Schoeneich, Vladimir E. Romanovsky, Antoni G. Lewkowicz, Andrey Abramov, Michel Allard, Julia Boike, William L. Cable, Hanne H. Christiansen, Reynald Delaloye, Bernhard Diekmann, Dmitry Drozdov, Bernd Etzelmüller, Guido Grosse, Mauro Guglielmin, Thomas Ingeman-Nielsen, Ketil Isaksen, Mamoru Ishikawa, Margareta Johansson, Halldor Johannsson, Anseok Jooodaoda, Dmitry , Pavel Konstantinov, Tim Kröger, Christophe Lambiel, Jean-Pierre Lanckman, Dongliang Luo, Galina Malkova, Ian Meiklejohn, Natalia Moskalenko, Marc Oliva, Marcia Phillips, Miguel Ramos, A. Britta K. Sannel, Dmitrii Sergeev, Cathy Seybold, Pavel Skryabin, Alexander Vasiliev, Qingbai Wu, Kenji Yoshikawa, Mikhail Zheleznyak, Hugues Lantuit: Permafrost se încălzește la scară globală . În: Nature Communications . Ianuarie 2019, doi : 10.1038 / s41467-018-08240-4 . A se vedea, de asemenea: solurile permafrost se dezghețează în întreaga lume - derStandard.at. Adus la 17 ianuarie 2019 (germană austriacă). Și: Zeit Online, AFP, kg: Schimbări climatice: Permafrost se încălzește în întreaga lume . În: Timpul . 16 ianuarie 2019, ISSN 0044-2070 ( zeit.de [accesat la 17 ianuarie 2019]).
     
  32. ↑ Gheața de pământ din Antarctica se topește din ce în ce mai repede. orf / dpa, 24 iulie 2013, accesat la 19 iunie 2018 .
  33. ^ Joseph S. Levy și colab.: Formarea accelerată a termokarstului în văile uscate McMurdo, Antarctica . În: Rapoarte științifice . bandă 3 , nr. 2269 , 2013, doi : 10.1038 / srep02269 .
  34. ^ A b c Louise M. Farquharson, Vladimir E. Romanovsky, William L. Cable, Donald A. Walker, Steven Kokelj, Dimitry Nicolsk: Schimbările climatice determină o dezvoltare generalizată și rapidă a termokarstului în permafrost foarte rece în zona înaltă arctică canadiană . În: Scrisori de cercetare geofizică . Iunie 2019, doi : 10.1029 / 2019GL082187 .
  35. ↑ IPCC: Tabel SPM-2, în: Rezumat pentru factorii de decizie politică. În: Schimbările climatice 2013: baza științei fizice. Contribuția grupului de lucru I la al cincilea raport de evaluare al grupului interguvernamental privind schimbările climatice.
  36. ↑ a b Lara Malberger: „Arctica arde mai tare decât a fost de ani de zile”. În: timp online. 19 iulie 2019, accesat 20 iulie 2019 .
  37. ↑ a b Stefan Kruse în conversație cu Uli Blumenthal: Incendiu în Arctica „Particulele de funingine accelerează topirea maselor de gheață”. În: Deutschlandfunk. 18 iulie 2019, accesat la 20 iulie 2019 .
  38. ↑ Feedback periculos. 4.500.000 de hectare: dezastru de incendiu forestier în Siberia. În: www.feuerwehrmagazin.de. 9 august 2019, accesat la 11 august 2019 .
  39. ↑ Dezastru petrolier Rusia: Ce pericole apar în solul cu permafrost? . În: NAU.ch , 6 iunie 2020. Accesat la 6 iunie 2020.
  40. ^ Criza climatică: alarmă la valul de căldură record în Siberia . În: The Guardian , 17 iunie 2020. Adus la 18 iunie 2020.
  41. ↑ Edward Comyn-Platt, Garry Hayman, Chris Huntingford, Sarah E. Chadburn, Eleanor J. Burke, Anna B. Harper, William J. Collins, Christopher P. Webber, Tom Powell, Peter M. Cox, Nicola Gedney și Stephen Sitch : Bugetele de carbon pentru ținte de 1,5 și 2 ° C reduse de feedback-ul zonelor umede naturale și permafrost. În: Nature Geoscience. 9 iulie 2018, accesat la 11 septembrie 2019 .
  42. ^ DG Vaughan, JC Comiso, I. Allison, J. Carrasco, G. Kaser, R. Kwok, P. Mote, T. Murray, F. Paul, J. Ren, E. Rignot, O. Solomina , K. Steffen , T. Zhang: Observații: criosferă . În: TF Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, SK Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, PM Midgley (eds.): Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribuția grupului de lucru I la al cincilea raport de evaluare al grupului interguvernamental privind schimbările climatice . Cambridge University Press, Cambridge, Regatul Unit și New York, NY, SUA, 4.7 Frozen Ground, S. 362 ( ipcc.ch [PDF; 13.1 MB ]).
  43. ↑ Monika Seynsche : Metanul din dezghețarea permafrostului , dradio.de, Deutschlandfunk, Forschung Aktuell , 24 iulie 2013
  44. ↑ Katey Walter Anthony, Thomas Schneider von Deimling, Ingmar Nitze, Steve Frolking, Abraham Emond, Ronald Daanen, Peter Anthony, Prajna Lindgren, Benjamin Jones, Guido Grosse: emisiile de carbon modelate din secolul XXI accelerate de dezghețul brusc sub lacuri . În: Nature Communications . bandă 9 , nr. 3262 , 15 august 2018 ( nature.com ).
  45. ↑ Merritt R. Turetsky, Benjamin W. Abbott, Miriam C. Jones, Katey Walter Anthony, David Olefeldt: eliberarea carbonului prin dezghețarea bruscă a permafrostului . În: Nature Geoscience . bandă 13 , nr. 2 , februarie 2020, ISSN  1752-0908 , p. 138-143 , doi : 10.1038 / s41561-019-0526-0 ( researchgate.net [accesat la 11 februarie 2020]).
  46. ↑ Carolina Voigt și colab.: Emisii crescute de oxid de azot din turbăriile arctice după dezghețarea permafrostului . În: Proceedings of the National Academy of Sciences . 2017, doi : 10.1073 / pnas.1702902114 .
  47. ↑ James G. Anderson, Bruce Baker, Edward Dumas, Claire Healy, David S. Sayres: Emisiile de oxizi de azot permafrost observate pe o scară peisagistică folosind metoda aerodinamică-covarianță . În: Chimie și fizică atmosferică . bandă 19 , nr. 7 , 3 aprilie 2019, ISSN  1680-7316 , p. 4257-4268 ( atmos-chem-phys.net [accesat la 22 iulie 2019]).
  48. ↑ Chimist de la Harvard: Permafrost niveluri de N2O de 12 ori mai mari decât se aștepta. În: Harvard Gazette. 6 iunie 2019, preluat 22 iulie 2019 (engleză americană).
  49. ↑ Permafrost filator de metan. În: www.wissenschaft.de. 20 martie 2018. Adus 20 iulie 2019 .
  50. ↑ Dezghețarea permafrostului - o amenințare subestimată pentru climatul global. În: www.bundesregierung.de. 2019, accesat la 20 iulie 2019 .
  51. ↑ Permafrostul arctic se dezgheță rapid. Asta ne afectează pe toți. În: National Geographic. 13 august 2019, accesat la 17 august 2019 .
  52. ↑ Eleanor J. Burke, Chris D. Jones, Charles D. Koven: Estimarea răspunsului climatic Permafrost-Carbon în modelele climatice CMIP5 folosind o abordare simplificată . În: Journal of Climate (JCLI) . Iulie 2013, doi : 10.1175 / JCLI-D-12-00550.1 (engleză).
  53. ↑ Natali, SM, Watts, JD, Rogers, BM și colab. Pierderea mare de CO 2 în timpul iernii observată în regiunea nordică de permafrost. Nature Climate Change 9, 852-857. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0592-8
  54. ^ Paul F. Schuster și colab.: Permafrost stochează o cantitate semnificativă la nivel global de mercur . În: Scrisori de cercetare geofizică . bandă 45 , 2018, doi : 10.1002 / 2017GL075571 .
  55. ↑ Cercetatorii focar masura metan Siberia , pentru prima dată , Spiegel.de 5 martie 2010. Articolul se referă la Natalia Shakhova et al:. Extensiva metan Aerisirea la atmosfera din Sedimentele de Est siberian arctic platoului . Știință, 5 martie 2010: Vol. 327, Ediția 5970, pp. 1246-1250. doi: 10.1126 / science.1182221
  56. ↑ FAZ.net 27 iulie 2010: Când permafrostul se topește, pantele alunecă
  57. ↑ Permafrost - Și apoi summit-ul a dispărut , sueddeutsche.de 27 decembrie 2007 (copie pe waltner.co.at)
  58. ↑ Dezastre de alunecare de teren
  59. ↑ "Limet" i bakken forsvinner ("" Adezivul "dispare în pământ.") - Mesaj la 21 mai 2009 yr.no ( Bokmål , accesat la 23 iunie 2009)
  60. ^ B. McGuire: potențial pentru un răspuns geosferic periculos la viitoarele schimbări climatice proiectate . În: Tranzacții filozofic al Royal Society A . Martie 2010, doi : 10.1098 / rsta.2010.0080 .
  61. ↑ Bretwood Higman și colab.: Alunecarea de teren și tsunami-ul din 2015 în Taan Fiord, Alaska . În: Rapoarte științifice . Nu. 12993 , 6 septembrie 2018, Tabelul 1, doi : 10.1038 / s41598-018-30475-w .
  62. ↑ Protecția solurilor de permafrost împotriva dezghețului prin creșterea densității erbivorilor
  63. ↑ Ingineria ecologică megafaunală din Pleistocen Arctic ca soluție climatică naturală