AGI - Il riscaldamento globale nell'Alto Artico canadese sta provocando lo scioglimento del permafrost con il conseguente sviluppo di nuovi canali fluviali, in soli 60 anni. A documentare questo profondo cambiamento nella struttura di una rete fluviale cava in un paesaggio di permafrost è stata la ricerca condotta dagli scienziati della Simon Fraser University e della University of British Columbia, pubblicata su Nature Communications.
I ricercatori hanno documentato una potente interazione tra i cambiamenti climatici, le dinamiche di gelo e disgelo dei terreni poligonali e l'apporto di acqua superficiale da parte delle inondazioni, nonchè lo scioglimento della neve e del ghiaccio. La squadra di scienziati ha individuato una nuova visione dei fenomeni fisici che governano la velocità e l'andamento dei canali fluviali in questi paesaggi fragili.
"Uno dei processi chiave che abbiamo identificato nell'evoluzione delle reti di torrenti è che il loro sviluppo è influenzato dal modo in cui l'acqua scorre attraverso campi di poligoni, larghi circa 10 metri, creati dal congelamento e dallo scongelamento del suolo nelle regioni artiche", ha spiegato Shawn Chartrand, professore presso la School of Environmental Science della Simon Fraser University e autore principale della ricerca.
"Questa influenza è anche condizionata dalla tempistica, dall'entità e dalla durata degli eventi alluvionali, nonchè dal fatto che i substrati di particelle sedimentarie sottostanti siano congelati o parzialmente congelati", ha aggiunto Chartrand, che fa parte di un gruppo di ricerca internazionale che è arrivato sull'isola disabitata di Axel Heiberg all'inizio di uno dei più intensi eventi di riscaldamento estivo mai registrati.
La ricerca sul campo si è concentrata sulla Muskox Valley dell'isola, a est della calotta glaciale di Muller. I ricercatori hanno combinato fotografie aeree del 1959 con osservazioni sul campo e dati Light Detection and Ranging, all'avanguardia e raccolti nel 2019, per capire come si è evoluto il paesaggio dell'isola di Axel Heiberg in un periodo di 60 anni.
"I processi fisici interconnessi possono rendere più profondi i canali fluviali ed espandere le reti dei corsi d'acqua, creando una maggiore superficie per lo scambio di calore, che può aumentare i tassi locali di disgelo del permafrost", ha affermato Mark Jellinek, professore di Scienze della Terra, dell'Oceano e dell'Atmosfera presso l'Università della British Columbia e coautore dello studio.
"Questi effetti a cascata possono aumentare il rilascio di gas a effetto serra nell'Artico quando il carbonio organico del suolo si scongela e il permafrost si ritira", ha proseguito Jellinek. Utilizzando i dati LiDAR, il team ha prodotto un modello di elevazione digitale di una sezione di 400 metri della valle.
"Attraverso la modellazione del modo in cui l'acqua si muove nel paesaggio, abbiamo scoperto che le acque alluvionali convogliate attraverso poligoni interconnessi aumentano la probabilità di erosione e di sviluppo di canali", ha dichiarato Chartrand.
Le inondazioni del lago di valle e lo scioglimento stagionale del manto nevoso e del ghiaccio presente sul suolo portano ingenti quantità di acqua che si raccolgono a valle, creando le condizioni per il trasporto di sedimenti grossolani e lo sviluppo di reti di canali lungo il fondo della valle. Tuttavia, la tempistica delle inondazioni durante i picchi di disgelo può influenzare l'entità dell'erosione.
"Il riscaldamento delle temperature dell'aria gioca un ruolo importante", ha spiegato Chartrand. "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 elevate dell'aria, perchè ciò influenza la profondità a cui i substrati delle particelle di sedimento vengono scongelati, e quindi influisce sul trasporto delle particelle da parte delle acque alluvionali", ha continuato Chartrand.
La sfida futura, per i ricercatori, sarà quella di applicare questi dati per produrre modelli fisici predittivi che aiutino a capire come si evolveranno le reti fluviali artiche nei decenni futuri, caratterizzati sia dal riscaldamento che dall'intensificarsi della variabilità climatica.
"L'ulteriore urgenza di un'espansione delle reti fluviali porterà un maggiore carico di sedimenti, nutrienti e metalli in bacini idrografici e zone di pesca fragili, con conseguenze potenzialmente significative per la fauna, le acque e le popolazioni costiere", hanno avvertito i ricercatori.