התעלמות מהתופעה של Permafrost והשלכות האקלים שלה

העולם הנסתר מתחת לרגליים שלנו: Permafrost ואפקט הגדל שלו על האקלים העולמי

מתחת לפני השטח של כמה מן הנוף המרוחק והמפוחד ביותר על כדור הארץ הוא ארכיון שקט, קפוא של חומר אורגני וקרח עתיק.זהו permafrost - קרקע שנשארה או מתחת 0 ° C (3 °F) במשך לפחות שתי שנים רצופות, למרות שזה עשוי להיראות סטטי ולאט, פרויקט חידה מדעית הוא מרכיב דינמי וחיוני של המערכת כדור הארץ, יותר ויותר ללכוד את תשומת הלב של קבוצות פחמן ואווירות, כמו גם לא יכול להיות משגשגות, כמו גם ממושכות יותר ממושכות יותר, כמו גם ממין, כמו גם ממושכות, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, כמו גם ממושכות, כמו גם ממושכות, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, כמו גם ממושכות, כמו גם ממושכות, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, 000, 000, 000, כמו גם ממושכות, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, 000, 000, 000, 000, 000, 000, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, 000 אקלים פתוח, כמו גם טמפרטורות כדור הארץ, 000, 000, 000, 000, 000, 000, כמו גם לא יכול להיות, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

מה זה Permafrost? A Deeper Definition

Permafrost מוגדר רק על ידי טמפרטורה ומשך, לא על ידי תוכן קרח או מיקום גיאוגרפי.כל חומר תת-קרקעי - שמן, סלע, משקעים, או חומר אורגני - נשאר קפוא במשך שנתיים או יותר רצופים כמו permafrost. זה יוצר את הבסיס של אלסקה, תת-סובקטי, ואת מערכת אקולוגית הדולפינים, מכסה כ -15% עד 24% משטח הקרקע החשוף בהיקף הצפוני של גרינלנד, כמו אלסקה וקנדה, הוא גם בטווח רחב, כמו אלסקה, כמו אלסקה, כמו אלסקה, ו אלסקה, ו אלסקה, כמו אלסקה, ו אלסקה, כמו אלסקה, ו אלסקה, כמו אלסקה, כמו אלסקה, כמו אלסקה, ו אלסקה, ו אלסקה גבוהה אלסקה, ו אלסקה, ו , אלסקה, אלסקה, אלסקה, , אלסקה, , , , אלסקה, , , כמו גם , אלסקה גבוהה אלסקה, אלסקה, אלסקה, אלסקה אלסקה אלסקה, אלסקה אלסקה, אלסקה, אלסקה אלסקה, , , אלסקה אלסקה אלסקה , , , , , , אלסקה

רצף מול נסיגת .

פרמפסוסט אינו אחיד; ההפצה שלו תלויה באקלים אזורי ובתנאים מקומיים.מדענים מייחסים אותו לשתי קטגוריות רחבות המבוססות על המשכיות מרחבית:

(FLT:0) permafrost: ⁇ 1) נמצא בקווי הרוח הגבוהים ביותר, כגון צפון אלסקה, סיביר וצפון קנדה, שבו יותר מ-90% מהנוף נמצא מתחת לראווה על ידי קרקע קפואה חד-שנתית. באזורים אלה, Permafrost יכול להגיע למעמקים של יותר מ-1,000 מטרים ונשאר קפואה לאורך כל השנה, למעט שכבת משטח דק המכונה שכבת שטח פעיל.
(FLT:0) אזורים תת-קרקעיים סוערים: ⁇ FLT ( 1 2) אוקדומים באזורים תת-קרקעיים חמים יותר שבהם מפוסטרט מתפצל.בתחומים אלה, מתחת ל-50% עד 90% מהשטח, לעתים קרובות בכתמים שהופרדו על ידי קרקע בלתי-מפואר.

דמויות מפתח של Permafrost Terrain

מעבר לטמפרטורה והמשכיות המרחבית, נופים היקפיים מוצגים כמה תכונות פיזיות ואקולוגיות ייחודיות המשפיעות על התנהגותם ופגיעותם:

(FLT:0Ground טמפרטורה:FLT:1 בדרך כלל מתחת - 1 ° C (30 ° F) באזורים רצופים; כיסים קרים יותר יכולים להגיע - 10 ° C (14 ° F) או נמוך יותר.
(FLT:0) Permafrost Thickness:FearLT:1 וaries באופן דרמטי בהתאם למיקום ולהיסטוריה הגיאולוגית.בצפון אלסקה, עובי permafrost עשוי להגיע ל-600 מטרים, בעוד ליד גבולותיה הדרומיים, זה יכול להיות רק כמה מטרים עבה.
(FLT:0) ,Active Layer:FLT:1; השכבה העליונה של הקרקע שתופסת כל קיץ ושיפוץ בחורף, עוביו נע בין 0.2 מטרים במטר הצפוני הגבוה ליותר מ 3 מטרים ליד גבול permafrost. שכבה זו תומכת בצמיחה ופירוק מיקרוביאלי במהלך העונה החמה.
(FLT:0) תוכן:0 (Ice content: FLT:1 Permafrost) עשוי להכיל מבני קרח טהורים כגון קרח ו עדשות, או זה עשוי להיות עשיר קרח, עם יותר מ-20% קרח על ידי נפח. permafrost עשיר קרח הוא פגיע במיוחד לקריסה קרקעית מושרה ו subsidence פני השטח, המוביל לשינויים נוף.
(FLT:0) אחסון פחמן אורגני: FLT:1 , Permafrost אדמה מכיל כמויות גדולות של חומר אורגני קפוא, שנצברו במשך אלפי שנים, אשר נשאר במידה רבה ללא חתונות עקב טמפרטורות קרות.

הפצה גלובלית של Permafrost

בעוד שרוב permafrost נמצא באזורים הארקטיים והסובלקטיים, כמויות משמעותיות קיימות גם בסביבות קו הרוחב גבוה. permafrost ההר נמצא בהרי האלפים, הסלעים, האנדים, והרמה הטיבטית, שבו גובה שומר על טמפרטורה נמוכה מספיק כדי לשמר קרקע קפואה.אזורים אלה ההרים permrost רגישים יותר להתחממות כי הם לעתים קרובות דקים יותר ויותר קרוב לנקודת ההיתוך בהשוואה ל- permrostrostrostrost.

באופן קולקטיבי, אזור permafrost מכיל 1,700 מיליארד טון מטרי של פחמן אורגני - כמעט כפול כמות הפחמן כיום באטמוספירה. חנות פחמן עצומה זו מייצגת מקור פוטנציאלי עיקרי של פליטת גזי חממה אם תוסיף ללא בדיקה.

תפקיד פרמפסוסט בתקנה של אקלים: שעון הפחמן

Permafrost פועל כמתקן קירור טבעי עבור חומר אורגני שנצבר במשך אלפי שנים. במדינה קפואה, פירוק מיקרוביאלי הוא למעשה עצר, מנע פחמן הרחק ולמנוע שחרורו לתוך האווירה. עם זאת, כאשר permafrost thaws, חומר אורגני חד חטוף הופך נגיש מיקרובים, אשר לשבור אותו ואת גזי החממה.

Greenhouse Gas Emissions מאת Thawing Permafrost

שני גזי חממה עיקריים משוחררים במהלך נשף:

(FLT:0)Carbon Dioxide (CO2): FIRLT:1 , המובטח בתנאים אירוביים (oxygen-rich) כאשר השכבה הפעילה להעמיק או כאשר ניקוז מאפשר חמצן לחדור אדמה מזוהלת.מיקרובים מעוררים מחדש חומר אורגני עתיק, ומייצרים פליטות שנתיות מאזורי permafrost מוערכות ב -100-200 מיליון טון של פחמן, עם טרנדים המצביעים על מגמה.
(FLT:0) מיטן (CH4): FLT:1 המיוצר בתנאים אנירוביים (oxygen-free) כגון דיכאון ספוג מים, אגמים תרמוקארתיים, ו רטובות שנוצרו על ידי thawing קרח עשיר permafrost. methane הוא בערך 28 פעמים יותר חזק מאשר CO2 כמו גז חממה מעל 100 שנים.

שחרור הגזים הללו יוצר לולאת משוב חיובית: התחממות של משקעים, אשר משחררת יותר גזי חממה, אשר גורמת להתחממות נוספת.מדענים מתייחסים לזה כאל ה-FLT:0mafrost פחמן משוב FLT:1 הפאנל הבין-ממשלתי על שינויי האקלים (IPCC):2Sixth Report AssessmentFLT: 3LT מדגיש כי זה יכול להוסיף משוב של 240 מיליארד דולר לפחמן פחמן-2n- 100 $ לפחמן לפי תרחישים של פחמן עדכניים.

תוספות אקלים נוספות: Albedo ו- Hydrology

מעבר לפליטת גזי החממה, ההסתה של permrost משנה את התכונות הפיזיות של נופים, מה שגורם למנגנוני משוב נוספים לאקלים:

(ב) ⁇ :0 (אלבדאו שינוי: 1) ⁇ מכוס שלג משקף חלק משמעותי מאור השמש הנכנס (אלבדו גבוה), עוזר לשמור על פני השטח קרירים, כמו permafrost thaws, shrubs ועצים נודדים צפונה בתהליך שנקרא FLT:2borealizationFLT 3, משקפות שלג ושמש עם צמחייה כהה יותר, ולהפחית את פני השטח.
(FLT:0) שינויים הידרולוגיים: FLT:1 Thawing permafrost משנה דפוסים ניקוז על ידי יצירת או ניקוז אגמים תרמוקארת ורטבים.שינויים אלה משפיעים על הידרולוגיה מקומית, רכיבה על אופניים תזונתית, וייצור מתאן, עם כמה אזורים הופכים רטובים ואחרים דשנים משמרות בשפע מים גם להשפיע על צמחים וקהילות בעלי חיים.

השפעות של Thawing Permafrost על מערכות אקולוגיות ומערכות אנושיות

ההשלכות של ההידרדרות האטומית משתרעות הרבה מעבר למעגל הפחמן.הם מחדש את המערכות האקולוגיות, מסכנות תשתיות, ומאיימים על פרנסתם של מיליונים, כולל קהילות ילידיות הארקטיות עם קשרים תרבותיים עמוקים לארץ.

טרנספורמציה אקולוגית

(FLT:0) ו-Halgetation Shifts:FLT:1 Warmer אדמה לטובת הרחבה של שיחים ועצים על עשבים, מחוסנים, ליצ'נים, שינוי יסודי של מערכות אקולוגיות tundra. אלה משנים את הדיאטה ואת הזמינות של בית הגידול עבור עשבי עשב כגון caribou ו muskoen.
(FLT:0 WildLife Habitat Disruption: FLT:1) דפוסי ציפור נודדים בתגובה לשינוי זמינות בתי גידול מקורות מזון.מינים המבוססים על קרקע קפואה עבור משחת או מתח, כגון שועלים ארקטיים דובים גריזליים, אובדן בית גידול עקב חוסר יציבות קרקע ושינויים צמחייה.
(ב) כאשר ארסאל ארוסון ומפולות אדמה: אנדרל 1 (FLT:1) כאשר permafrost עשיר קרח, הקרקע הופכת רוויה ובלתי יציבה, המוביל לנפיחות, מפולות אדמה, ושחיקה תרמית.
(FLT:0)ההתמדה של ניו וואטלנד: גלגול 1) Thawing מובילה להיווצרות של בריכות ואגמים תרמוקארסט, המשמשות כתמי תהום חמים לייצור מתאן ולספק בתי גידול מימיים חדשים.

תשתיות בסיכון

הרבה מהסביבה הבנויה של הארקטי נבנתה בהנחה שהקרקע תישאר קפואה ללא הגבלת זמן.כפי שפורסמוראט, ההנחה הזו היא יותר ויותר לא חוקית, מה שהופך אתגרים משמעותיים ליציבות תשתיות ובטיחות:

(FLT:0Building Foundationss:FLT:1 as permafrost thaws, הקרקע מאבדת את יכולת העמסה שלה, גרימת מבנים, צינורות, ו Airstrips לחוות התיישבות שונה, סדק ואפילו התמוטטות ערים כמו נורלסק, רוסיה, ופדאו ביי, אלסקה, דיווחו על נזק משמעותי לתשתיות עקב תת קרקע מושרה.
(FLT:0 Transportation Networks:0) Transportation Networkss andמסילות שנבנו על permafrost יכול לשקוע או להטביע כמו הקרקעות.בעוד פרויקטים גדולים כמו צינור Trans-Alaska משלבים צינורות חום ותומכת גבוהה לשמור על קרקע קפואה, כבישים משניים רבים ותשתית מקומית חסרה הסתגלות כזו, מה שמוביל לעלויות תחזוקה גבוהות יותר.
(FLT:0)אנרגיה ומבצעי מינון: FIRLT:1 , Thawing permafrost מסבך את ההנדסה וניהול סביבתי של שמן, גז, ו כרייה מתקני בנוי על פני קרקע קפואה, גדל סיכונים של כשל בסיסי, וגביעות זנב יכול להדלף אם מכשולים permafrost degrade, העלאת חששות.
(FLT:0) rosion: FLT:1 ; החוף Permafrost הם שוחקים בשיעורים ממוצעים של 0.5 עד 2 מטרים בשנה, עם כמה כפרים אלסקה חווים שיעורי שחיקה עד 20 מטרים בשנה. אובדן מהיר זה של כוחות היבשה מחדש של הקהילה, תהליך מורכב ורגיש תרבותית כי מאתגר את הלכידות החברתית ואת אורח החיים המסורתי.

השפעות על קהילות ילידיות ועל דרכים מסורתיות לחיים

עבור עמים ילידים רבים, permafrost הוא לא רק דאגה אקלים - זה יסוד של חיים, תרבות, הישרדות. Thawing משבש נתיבי נסיעות תלויים נהרות קפואים ו tundra, מאיים על אבטחת המזון על ידי שינוי הגירה חיות בר, ופוגע תשתיות הקהילה. אולמות קרח משמשים באופן מסורתי להזדקנות ואחסון תת-קרקעית מזון כמו wrusal, חותם, ודגים הם מתקפלים אתרי קבורה, וסיכון לאכזבה של מחלות משפחתיות ואסון תרבותי.

ארגונים כגון:0; המועצה הארקטית של המועצה 1FLT1 פועלים בשיתוף פעולה הדוק עם ארגונים ילידיים לתעד שינויים אלה ולתמוך באסטרטגיות הסתגלות שמכבדות את הידע והריבונות הילידים. [+]

אסטרטגיות מחקר עתידיות ואסטרטגיות מייגציה

בהתחשב בנתחים הגבוהים של permafrost על האקלים העולמי וקהילות מקומיות, מחקר לדינמיקה permafrost הוא מאיץ. מדענים משלבים תצפיות שדה, נתונים לווייניים, ומודל מתקדם לשיפור ההבנה והחיזוי של שינויים permafrost. באופן סימולטי, הסתגלות ואסטרטגיות מיגנציה מפותחות ומיושמות ברמה המקומית, האזורית, העולמית כדי לנהל סיכונים ולהפחית את פליטות.

התקדמות טכנולוגית במחקר Permafrost

(FLT:0)Remote Sensing:FLT:1 Satellites כגון Sentinel-1, NASA's GRACE ו- GRACE-FO משימות, ו- CryoSat של סוכנות החלל האירופית מספקים נתונים קריטיים על שינויי טמפרטורה על פני הקרקע, עיוות פני הקרקע, וריאציות המוניות קרח על פני אזורים עצומים ובלתי נגישים אלה, המאפשרים, בקנה מידה נרחב של ניטור סביבתי ושינויים הקשורים לסביבה.
סקרים:0Geophysical: FLT:1 טכניקות כמו טומוגרפיה התנגדות חשמלית ו מכ"ם חודר קרקע מאפשר לחוקרים למפות את המידה, עובי ותוכן קרח של permafrost בשלושה ממדים. סקרים אלה מסייעים לזהות שכבות עשירות קרח פגיעים ולעדכן תכנון תשתיות.
(FLT:0Climate Modeling:FLT:1ir מערכת כדור הארץ מודלים יותר ויותר לשלב דינמיקה פחמן permafrost כדי לדמות משוב בין ריכוזי גז חממה אנפריים של גזי חממה, בעוד אי-ודאות נשאר גבוה בשל תהליכים מיקרוביולוגיים ו הידרולוגיים מורכבים, התקדמות במודל מספק תרחישים חשובים והחלטות מדיניות הדרכה.
(FLT:0) תצפית והמשך ארוך-טווח: רשתות:1:1 כמו רשת טרסטריאלית גלובלית עבור Permafrost (GTN-P) מדידות של טמפרטורות נחורות, שכבה פעילה, ונכסים קרקעיים על פני מאות אתרים ברחבי העולם.

הנדסה ופתרונות הסתגלות

כדי להפחית את הסיכונים שמציבה thawing permafrost, מהנדסים ומתכננים מפתחים פתרונות חדשניים המותאמים לתנאי הקרקע משתנים:

(FLT:0) התרמופוניות והצנרת היטבית:03FLT: 1 מעבר לגדרי קירור אשר מעבירים חום מהקרקע מתחת לבניינים וצנרת, מסייעים לשמור על תנאים קפואים וקרנות ייצוב.
(ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) עיצוב בנייה מוכח: FLT:1 שילוב חומרים גמישים וטכניקות בנייה מודולריות מאפשר מבנים לעמוד ביישבות שונות ולהפחית את עלויות התיקון.
(FLT:0Land Use Planning:FLT:1) מדריכי פגיעות ממפה של permafrost, הנמצאים במרחק של אזורי סיכון גבוהים. Relocation ofקהילות ותשתיות נחשב היכן ש-Faw מהווה סיכון בלתי מתקבל על הדעת.
(FLT:0) תשתיות טבעיות: 1FLT 1 שיקום של צמחייה כיסוי ותחזוקה של בידוד שכבות אורגניות יכול לעזור להגן על permafrost על ידי צמצום עליית טמפרטורת הקרקע.

מסגרות מדיניות המדגישות את הפחתת הפחתת פליטות גזי החממה, נותרו קריטיות להאט את ההקפאה ברחבי העולם. למאמציו הבינלאומיים של קולבאורטיביים, כגון אלה המתואמות על ידי המועצה הארקטית ואמנת האו"ם לשינוי האקלים (UNFCCC), תומכים במחקר, ניטור ועיבוד עבור קהילות פגיעות.

מסקנה: החשיבות הקריטית של Permafrost בעולם חם

Permafrost מייצג מרכיב עצום ומורכב של הבכיפות של כדור הארץ עם השלכות מרחיקות לכת על האקלים העולמי, מערכות אקולוגיות, תשתיות וחברות אנושיות.כפי שכדור הארץ חם, הערימה של הקרקע הקפואה הזו מאיימת לפתוח חנויות עצומות של גזי חממה, פוטנציאל מאיץ שינוי האקלים בדרכים שקשה לחזות או לשלוט בהן באופן מלא.

התייחסות ל- Permafrost דורש גישה רב תחומית הכוללת מדע חדשני, הנדסה חדשנית, שותפויות ילידיות מכובדות, ופעולה אקלים גלובלית חזקה. על ידי להעמיק את ההבנה שלנו וליישם אסטרטגיות הסתגלות, האנושות יכולה להתכונן טוב יותר ולצמצם את ההשפעות של מרכיב קריטי זה ולעיתים קרובות משקיף על המערכת כדור הארץ.