Una nuova ricerca condotta congiuntamente dalla Simon Fraser University e dall’Università della British Columbia mostra che il riscaldamento globale amplificato nell’alto Artico canadese ha causato un profondo cambiamento nella struttura di una rete fluviale scavata in un paesaggio di permafrost in soli 60 anni. Documentando una potente interazione tra il cambiamento climatico, le dinamiche di gelo-disgelo del terreno poligonale e l’apporto di acqua superficiale a causa delle inondazioni e dello scioglimento di neve e ghiaccio, il team ha sviluppato una nuova visione dei controlli fisici che governano la velocità e lo schema del canale fluviale. sviluppo in questi fragili paesaggi.
“Uno dei processi chiave che abbiamo identificato nell’evoluzione delle reti di corsi d’acqua è che il loro sviluppo è influenzato dal modo in cui l’acqua scorre attraverso campi di poligoni larghi circa 10 metri, creati attraverso il congelamento e lo scongelamento del suolo nelle regioni artiche”, afferma Shawn Chartrand, assistente professore presso la School of Environmental Science presso la Simon Fraser University e autore principale della ricerca pubblicata oggi su Comunicazioni sulla natura. “Questa influenza è influenzata anche dai tempi, dall’entità e dalla durata degli eventi di inondazione, nonché dal fatto che i substrati delle particelle di sedimento sottostanti siano congelati o parzialmente congelati.”
Chartrand fa parte di un gruppo di ricerca internazionale arrivato sull’isola disabitata di Axel Heiberg all’inizio di uno degli eventi di riscaldamento estivo più intensi mai registrati. La loro ricerca sul campo si è concentrata sulla Muskox Valley dell’isola, a est della calotta glaciale Muller. I ricercatori hanno combinato fotografie aeree del 1959 con osservazioni sul campo e dati LiDAR (Light Detection and Ranging) all’avanguardia raccolti nel 2019 per comprendere come si è evoluto il paesaggio dell’isola di Axel Heiberg in un periodo di 60 anni.
“I processi fisici interconnessi possono approfondire i canali fluviali ed espandere le reti fluviali, creando più superficie per lo scambio di calore, che può aumentare i tassi locali di disgelo del permafrost”, afferma il coautore dello studio Mark Jellinek, professore di Scienze della Terra, dell’Oceano e dell’Atmosfera all’Università della Columbia Britannica. “Questi effetti a cascata possono aumentare il rilascio di gas serra nell’Artico man mano che il carbonio organico del suolo si scioglie e il permafrost si ritira”.
Utilizzando i dati LiDAR, il team ha prodotto un modello digitale di elevazione (DEM) di una sezione di 400 metri della valle. “Attraverso la modellazione del modo in cui l’acqua si muove attraverso il paesaggio, abbiamo scoperto che le acque alluvionali incanalate attraverso vasche poligonali interconnesse aumentano la probabilità di erosione e di sviluppo di canali”, afferma Chartrand.
Le inondazioni del lago della valle e lo scioglimento stagionale del manto nevoso e del ghiaccio al suolo contribuiscono all’acqua che si coalizza a valle, creando le condizioni per il trasporto di sedimenti grossolani e lo sviluppo di reti di canali lungo il fondovalle. Tuttavia, i tempi delle inondazioni durante il picco di disgelo possono influenzare l’entità dell’erosione. “Il riscaldamento della temperatura dell’aria gioca un ruolo qui”, spiega. “Prevediamo che l’erosione e il trasporto dei sedimenti siano sensibili al fatto che le inondazioni si verifichino prima o dopo un periodo di temperature dell’aria elevate, perché ciò influenza la profondità alla quale i substrati delle particelle di sedimenti vengono scongelati, e quindi influisce sul trasporto delle particelle dalle acque alluvionali”.
I ricercatori affermano che la sfida futura sarà quella di applicare questi dati per produrre modelli fisici predittivi che aiutino a comprendere come si evolveranno le reti fluviali artiche nei decenni futuri, segnati sia dal riscaldamento che dall’intensificarsi della variabilità climatica. Sottolineano una maggiore urgenza poiché l’espansione delle reti fluviali trasporterà maggiori carichi di sedimenti, nonché nutrienti e metalli nei fragili bacini idrografici e nella pesca, con conseguenze potenzialmente significative per la fauna selvatica, le acque e le popolazioni costiere.
Il gruppo di ricerca comprendeva anche scienziati dell’Istituto finlandese di ricerca geospaziale, Laboratoire de Planétologie et Géosciences (UMR CNRS 6112)Università dell’Ontario Occidentale e il Jet Propulsion Laboratory.
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