Los científicos utilizan el color del bosque para medir la profundidad del permafrost

Los científicos usan regularmente drones y satélites de detección remota para registrar cómo el cambio climático está afectando las tasas de derretimiento del permafrost, métodos que funcionan bien en las regiones áridas de la tundra donde no hay nada que obstruya la visión.

Pero en las regiones del norte, que albergan una gran parte del mundo PermafrostLas plantas inaccesibles pueden obstaculizar incluso la tecnología de detección remota más avanzada.

En un estudio publicado en enero, investigadores en Alemania y el Instituto de Geofísica de Fairbanks de la Universidad de Alaska desarrollaron un método para usar imágenes de satélite para medir la profundidad del derretimiento directamente sobre el permafrost en los ecosistemas del norte. En lugar de intentar mirar hacia atrás a la vegetación pasada, sugieren una solución única que usa variaciones en el color del bosque para inferir la profundidad del permafrost debajo.

El bosque es para los arboles

Los depósitos de permafrost del hemisferio norte se han congelado constantemente durante cientos de miles de años. los Capa de suelo Directamente encima del permafrost, es más dinámico: se congela y se descongela con las estaciones y el crecimiento o la contracción a medida que interactúa con diferentes tipos de vegetación en la superficie.

Debido a que los permafrosts en las regiones del norte a menudo se cubren con un espeso cubierta forestal, Los métodos típicos de medición del permafrost y la capa activa que funcionan bien en las regiones de la tundra, como el uso de láseres pulsados ​​o radares de penetración del suelo, son ineficaces y pueden dar resultados falsos.

«Los paracaídas se interponen en el camino de las áreas boscosas», dijo Christine Waigle, investigadora del Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska Fairbanks y coautora del estudio. «Algunos sensores remotos pueden penetrar la vegetación, pero la interpretación requiere conocimientos especializados».

En lugar de mirar más allá de la cobertura forestal, los científicos han recurrido a una variedad de métodos indirectos. Un enfoque consiste en asignar clases a las plantas para obtener estimaciones generales del tamaño de la capa activa que se encuentra debajo. Los resultados pueden ser inexactos, similares a la diferencia entre una pintura de paisaje y una fotografía de alta resolución.

En cambio, la autora principal Veronica Dauber, investigadora del Instituto de Tecnología de Berlín, adoptó un enfoque diferente, viendo el paisaje botánico como un continuo.

“En los bosques naturales, las plantas que te rodean no entran en una categoría u otra sin ninguna de ellas”, dijo Döpper. Entonces, en nuestro estudio, en lugar de decir que tenemos un bosque dominado por abedules o un bosque dominado por abetos negros Selva Con un permafrost profundo o poco profundo correspondiente, usamos nuestras imágenes de satélite para ver el gradiente entre los dos «.

Paleta de colores de teledetección

Para lograr este objetivo, Döpper ganó Imágenes de satélite De los bosques que rodean Fairbanks, Alaska, tomados durante el verano de 2018. Para averiguar qué estaba mirando, Döpper erigió más de 65 parcelas de terreno de 10 por 10 metros en las afueras de Fairbanks en el mismo verano en el que identificó todos los árboles y arbustos Mide la profundidad de la capa activa directamente y registra la ubicación con GPS.

Usando coordenadas GPS para determinar la ubicación de cada parcela en mapas satelitales, Dopper puede demostrar cómo el número total de especies en una parcela determinada contribuyó al color de esas parcelas tal como aparecen en las imágenes de teledetección.

«Los diferentes tipos de plantas tendrán matices muy diferentes en su espectro de color y reflejos, que podemos usar para mapear la composición de la vegetación», dijo Döpper.

Usando sus parcelas como guía de color, los reflejos pueden determinar el tipo exacto de plantas que crecen en las vastas extensiones de áreas boscosas y no boscosas fuera de Fairbanks, y pueden, por proxy, estimar las profundidades exactas de fusión de la misma área. .

Este nuevo enfoque no solo promete proporcionar estimaciones más precisas y abundantes de la profundidad del permafrost para su uso en la modelización climática, sino que también es una herramienta valiosa para las comunidades de las regiones del norte.

Cuando el permafrost se descongela, la escorrentía atraviesa el suelo y desestabiliza el terreno superior. Esto puede provocar deslizamientos de tierra y deslizamientos de tierra, poniendo en riesgo vidas y planteando riesgos para la infraestructura.

Más del 80% de Alaska está cubierto por permafrost. A medida que estos sedimentos continúen derritiéndose, serán necesarios métodos innovadores para monitorear su desaparición en más de un sentido.