Cos'è il permafrost?
Il permafrost è suolo, rocce o sedimenti che sono rimasti sotto il punto di congelamento dell'acqua (32 ° F) per due o più anni. Il terreno deve rimanere costantemente sotto il punto di congelamento per due anni o più per essere considerato come il permafrost. La maggior parte del permafrost si trova nelle regioni artiche e antartiche ad alta latitudine. Tuttavia, il permafrost alpino esiste ad un'altitudine più elevata e una latitudine molto più bassa. Il permafrost rappresenta circa il 0.2% dell'acqua della Terra e occupa circa il 24% della terra esposta nell'emisfero settentrionale. Il permafrost si verifica anche in sottomarino sulla piattaforma continentale che circonda l'Oceano Artico.
Estensione del permafrost
Il permafrost esiste negli strati sul terreno. Il permafrost esiste al di sotto dello strato superiore di terreno o sedimenti che congela e disgela annualmente formando lo strato attivo. Lo spessore dello strato attivo varia in base alla stagione, ma è in media da 0.3 a 4 di spessore. Lo strato più profondo del permafrost si verifica dove il calore sotterraneo mantiene la temperatura al di sopra del punto di congelamento. Sotto il permafrost si trova lo strato Talik costituito da suolo o sedimenti non congelati. L'estensione della formazione del permafrost dipende dal clima di un'area. La profondità del permafrost può superare i piedi 4,600 in aree con permafrost continuo e inverni rigidi. Lo spessore varia in base alla posizione, ma in media da 2 a 13 piedi. Una superficie considerevole di terra nella regione artica è coperta dal permafrost.
Dove viene trovato il permafrost?
Sebbene il permafrost sia più comune nelle località ad alta latitudine vicine ai poli nord e sud, il permafrost può anche verificarsi in varie regioni del mondo. Poco più di un terzo del permafrost dell'emisfero settentrionale si trova in alcune parti del Nord America, principalmente nel Canada settentrionale, in Alaska e in Groenlandia. La maggior parte del permafrost nella regione si trova in Siberia, Estremo Oriente della Russia, Mongolia, Cina e Tibetano. Nell'emisfero australe, il permafrost si verifica in Antartide, nelle sue isole e nelle Ande. Il permafrost continuo è formato in aree in cui il suolo è abbastanza freddo durante tutto l'anno, inclusa la Scandinavia settentrionale e l'Estremo Oriente della Russia europea. Il permafrost discontinuo o sporadico si forma in luoghi in cui le temperature scendono solo al di sotto del punto di congelamento in certe aree come all'ombra o sulla parte schermata di una montagna. Il permafrost stagionale si forma durante la stagione fredda e scompare durante la stagione calda.
Manifestazione di permafrost
Il permafrost si estende alla profondità in cui il calore geotermico generato dalla terra e la temperatura media annuale raggiungono un equilibrio di 32 ° F. Il permafrost può raggiungere una profondità di base dei piedi 4,880 in Siberia. Il contenuto di ghiaccio del permafrost può superare il 2500%, portando a quello che viene comunemente definito ghiaccio massiccio. Il ghiaccio massiccio può variare nella composizione, dal ghiaccio puro al ghiaccio sedimentario. Il ghiaccio massiccio varia in spessore e può variare da metri 2 a metri 10. È categorizzato in ghiaccio superficiale sepolto e ghiaccio intrasedimentale. Il ghiaccio superficiale sepolto può essere derivato dalla neve o dai laghi ghiacciati mentre il ghiaccio intrasedimentale è formato dal congelamento dell'acqua sotterranea. Il permafrost si manifesta anche in varie forme di terra su larga scala come le palsas e i pingos. Palsas è un sollevatore congelato contenente lenti ghiacciate permanentemente congelate. I Pingos sono cumuli di ghiaccio coperto di terra che possono raggiungere 230 piedi alti e 2,000 piedi larghi.
Conseguenze ecologiche del permafrost
Il permafrost pone dei vincoli sulle zone di radicazione vegetale che portano a una scarsa copertura vegetale in una regione di permafrost. Di conseguenza, colpisce le specie che dipendono da piante e animali il cui habitat è limitato dal permafrost. Le regioni mondiali di permafrost contengono oltre 1500 miliardi di tonnellate di materiale organico che si sono accumulate nel corso di diversi decenni. La quantità di carbonio contenuta nel permafrost è quattro volte la quantità che è stata rilasciata nell'atmosfera a causa delle attività umane. Se il carbonio entrasse nell'atmosfera, accelererebbe il tasso di riscaldamento globale con una quantità significativa che emergerebbe come metano. Uno strato di permafrost attivo può contenere un miliardo di cellule batteriche. Alcuni dei batteri non possono essere coltivati nei laboratori, ma la loro identità può essere rivelata dalle tecniche del DNA.
Effetti del cambiamento climatico
I cambiamenti climatici influenzano l'interazione del regime climatico sopra e sotto terra. Tuttavia, qualsiasi cambiamento di temperatura sulla superficie del terreno richiede tempo per influenzare il permafrost sottostante. Per lo strato di ghiaccio permanente, potrebbero essere necessari centinaia di anni perché il cambiamento di temperatura possa influire su di esso, mentre per il permafrost sottile potrebbero volerci anni o decenni. Secondo il Geological Survey of Canada, il congelamento è stato significativamente ridotto durante la stagione fredda in tutta la regione del permafrost del Nord America. Le aree costiere e orientali del Canada hanno iniziato a sperimentare un aumento della stagione calda, il disgelo del permafrost che suggerisce una ridotta profondità e quantità di permafrost. Di conseguenza, l'incidenza del permafrost stagionale è aumentata a causa della diminuzione della quantità di permafrost permanente. Sebbene diversi studi e ricerche mostrino una tendenza al riscaldamento in tutta la zona del permafrost, aree come la regione del permafrost della Russia non hanno subito cambiamenti significativi. I cambiamenti nelle regioni del permafrost sono il risultato di un aumento della temperatura dell'aria e della riduzione del manto nevoso.
Impatto del permafrost di fusione
Lo scioglimento del permafrost ha gravi conseguenze sulla superficie e sottosuperficiale dell'infrastruttura e dell'ecosistema che incidono. Scongelare il permafrost sui terreni con potenziale instabilità potrebbe avere una seria implicazione sul paesaggio. L'erosione e le frane sono conseguenze comuni della degradazione del permafrost. L'erosione è particolarmente preoccupante nelle zone costiere. Il permafrost e il terreno circostante sono molto vulnerabili agli agenti erosivi come il vento e l'acqua. Con il disgelo del permafrost, è probabile che l'attrito richiesto tra lo scongelamento e il permafrost congelato per mantenere la stabilità svanisca, il che può portare allo scivolamento del permafrost. Lo scivolamento del permafrost provoca una frana. La fusione del permafrost può anche portare alla subsidenza del terreno. Si verifica quando il terreno e il permafrost precedentemente tenuti insieme dal crollo del ghiaccio causano cavità irregolari. La subsidenza del terreno può avere un impatto negativo sulla copertura vegetale dell'area interessata. La subsidenza può anche compromettere l'infrastruttura costruita sul permafrost. È probabile che le fondamenta della struttura che non sono state progettate per accogliere i cambiamenti nel permafrost si spostino e scendano.
