PERMAFROST

PERMAFROST
Introducción
Se define como permafrost a aquellos suelos cuya temperatura está por debajo de los
0ºC por dos años o más. Este tipo de suelos pertenecen tanto a la criosfera como a la
geosfera y podemos encontrarlos tanto en regiones árticas como antárticas y también
en climas de montaña.
La superficie superior del permafrost se denomina capa activa, denominada también
mollisuelo (medio metro hasta cuatro metros de espesor) y esta usualmente se
deshiela y congela con las temporadas. En algunos lugares como Alaska el permafrost
se extiende a muchos metros de profundidad donde su periodo de formación se
estiman de cientos de años (en algunas partes de Siberia alcanza el kilómetro de
espesor).
Podemos distinguir entre diferentes tipos de permafrost:
 Permafrost cálido con una temperatura mayor de -2º C considerándose
inestable
 Permafrost frío con una temperatura menor a -2 ºC que se considera estable
para procesos de construcción
 Continuo, discontinuo y esporádico (diferentes definiciones según el autor y su
distribución)
Distribución de Permafrost en el Ártico
Estructuras relacionadas con el permafrost
Criosoles
Los criosoles son suelos que aparecen en áreas influidas por la presencia del
permafrost. Tales áreas son las montañas del Antártico, Ártico y zonas subárticas y
boreales. Están asociados a una vegetación de tundra más o menos espesa, bosques
abiertos de coníferas cubiertas de líquenes o bosques abiertos de coníferas o mezcla
de ellas con caducifolias.
El desarrollo del perfil es de tipo AC (grado de alteración débil y estructura poco fimes)
o, menos frecuente, ABC. Los procesos criogénicos provocan la formación de
horizontes crioturbados ayudados por el empuje por congelación, el agrietado térmico,
las segregaciones de hielo y el microrrelieve asociado a todo ello.
Los criosoles pueden poseen una vegetación suficiente para sustentar a herbívoros en
una zona (en Rusia y Siberia son cultivados). La explotación de petróleo y gas natural
están provocando un impacto negativo considerable sobre estos suelos.
Árboles borrachos
Son árboles que presentan inclinación debido al derretimiento del permafrost. Al
producirse el derretimiento se forma un termokarst o depresión del suelo la cual
formará un posible lago. Esto socava la cama de raíces poco profundas de estos
árboles causando que se apoyen o se caigan. Finalmente puede producirse la muerte
de los árboles.
Palsa
Es un montículo que sobresale de una turbera (humedal ácido donde se ha acumulado
materia orgánica) con un núcleo de permafrost.
Formación:
En zonas pantanosas o de ciénaga el frente de congelación penetra más rápido que en
las áreas circundantes por la cubierta delgada que se produce de nieve. Esto provoca
un aislamiento térmico y en consecuencia el suelo se congela en mayor profundidad.
En el período caluroso de verano, la parte superior del suelo se descongela y la más
profunda permanece helada debido a que la turba actúa como una cubierta aislante. Si
este ciclo se repite todos los inviernos, la elevación de la superficie profunda
aumentará formándose un montículo o Palsa. El aumento del montículo provocará
que su superficie quede probablemente libre de nieve ofreciendo una
retroalimentación positiva para un mayor crecimiento.
Cuñas de hielo
Es una fisura en el suelo formada por un delgado trozo de hielo que suele medir entre
3 y 4 metros de largo y penetrar 30 cm en el suelo.
Formación:
Existen varias teorías sobre la formación de esta estructura pero la más aceptada es la
de la contracción térmica.
Esta teoría sostiene que durante los meses invernales, se forman grietas en el suelo
por contracción térmica debido al frío invernal. Durante los días cálidos de primavera,
el agua se filtra en las grietas y posteriormente se congela y provoca la expansión del
terreno. El agua congelada forma las denominadas cuñas de hielo. En verano, la capa
activa y la parte superior de las cuñas se derriten. Posteriormente, al llegar el invierno
se forma de nuevo grietas en los mismos lugares provocando un ciclo continuo. Por
último, la parte superior de las cuñas será empujada hacia arriba formando crestas y
posteriormente por una serie de procesos físicos (agrietamiento del terreno,
hundimiento, etc.) podrá originarse un lago denominado termokarst.
Termokarst
Es una superficie de tierra irregular caracterizada por superficies muy irregulares de
hueco pantanosas y con montículos originados por el deshielo del permafrost.
Pingo
Es una colina en forma de domo que solo puede formarse en un entorno con
permafrost.
Formación:
Se forma por congelación de aguas subterráneas (originadas por la aportación de agua
de un termokarst) formándose una cúpula de hielo que levanta y bombea una capa de
suelo de unos metros de espesor. Esta capa posteriormente se someterá a un
estiramiento provocando su fragmentación y derrumbamiento
La huella del pingo subsistirá en forma de laguna de varios metros o hectómetros
Regiones:
 Tuktoyaktuk (río Mckenzie en Canadá)
 Alaska
 Groenlandia
 Isla Spitsbergen (Noruega)
Permafrost y ciclo del carbono
Almacenamiento de carbono
Como ya se mencionó antes, existen dos horizontes en el permafrost, la capa activa y
más superficial que se funde en períodos de calentamiento y la capa más profunda que
es la que retiene más materia orgánica y un proceso más baja de descomposición.
La materia orgánica se acumula a través de la capa activa mediante dos procesos
geológicos:
 Crecimiento singenético: por el que se produce un crecimiento vertical de la
zona del permafrost (de unos 0,7 mm/año), que engulle el material acumulado
en la zona activa.
 Crioturbación: por el que se produce una mezcla de materiales entre las capas
del subsuelo debido a ciclos repetidos de congelación /descongelación.
Liberación de carbono
El carbono almacenado en el permafrost es susceptible a ser liberado mediante una
serie de mecanismos relacionados en su mayoría con el calentamiento global. Puede
liberarse de forma de CO2 por proceso aerobio o en forma de CH4 por proceso
anaerobio.
Los mecanismos son los siguientes:
 Actividad microbiana descomponedora de materia orgánica que depende de
ciertos controles ambientales como las disponibilidad de oxígeno, la
temperatura del suelo, la humedad y la disponibilidad de nutrientes.
 En el subsuelo, debido a la presión, el metano se concentra como clatratos. El
aumento de temperatura provoca la fusión de hielo de las capas más
superficiales disminuyendo la presión y aumentando la permeabilidad del suelo
por lo que el metano es liberado con mayor facilidad.
 Incendios forestales en bosques boreales y tundra provocan la exposición del
suelo a una mayor radiación solar y en consecuencia el permafrost se fusiona.
Calentamiento climático
La consecuencia que tiene este tipo de suelos es que las bajas temperaturas reducen la
descomposición de la materia orgánica. El calentamiento global conlleva la fusión los
hielos árticos y la liberación de grandes cantidades de gases de efecto invernadero
como el metano y el dióxido de carbono retenidos como materia orgánica. El metano,
es un gas 32 veces más poderoso que el dióxido de carbono y su concentración en la
atmósfera está relacionada con la temperatura en los ciclos glaciares.
A corto plazo el aumento de carbono en la atmósfera podría generar una proliferación
masiva de especies vegetales a largo plazo disminuyendo la cantidad de dióxido de
carbono atmosférico.
Estudios realizados en Rusia mediante el aumento de temperatura en subsuelo y la
reducción de ancho del permafrost, estiman que el flujo anual neto de metano desde
el permafrost siberiano aumentaría un 25 %. Teniendo en cuenta que la vida media del
metano en la atmósfera es de 12 años, el aporte de este compuesto desde el
permafrost siberiano sería de 0,04 ppm. Por lo que si 1 ppm de metano contribuye a
un aumento de 0,3 ºC a nivel global, dicha emisión adicional representaría ¡un
aumento de 0,012 ºC para 2050!.
Concluyendo con lo anterior, hay que tener en cuenta que aunque no represente un
peligro a simple vista esto puede producir otros efectos como:
 Incremento de cauces de ríos
 Daños en estructuras civiles construidas sobre permafrost
 Reducción del albedo terrestre (aumento adicional de la temperatura)
Permafrost en Marte
Imágenes proporcionadas por la NASA revelan la presencia de permafrost en Marte.
Esto da indicios de vida ya que según estudios realizados
por científicos de la agencia espacial, algunos
microorganismos inactivos, e incluso planta superiores
como un hongo pueden permanecer viables por
criopreservación recuperando su actividad metabólica una
vez descongelados después de haber estado congelados
durante millones de años en hielo glaciar. Esto puede
verse demostrado en descubrimientos de hongos en la
tundra siberiana que han permanecido inactivos 40.000
millones de años en el permafrost.