permafrost: definición, deshielo y liberación de GEI

A retener

El permafrost es un suelo o sedimento que permanece congelado durante al menos dos años consecutivos. Su deshielo transforma un antiguo depósito de materia orgánica en una fuente potencial de gases de efecto invernadero, al tiempo que debilita los paisajes y las infraestructuras.

• El permafrost se distingue del hielo marino y de la simple congelación estacional.
• Su capa activa se descongela y vuelve a congelarse al ritmo de las estaciones.
• El deshielo puede liberar dióxido de carbono y metano.
• Los suelos inestables amenazan carreteras, edificios y ciertos ecosistemas.
• La reducción de las emisiones y la vigilancia local siguen siendo las palancas prioritarias.

Comprender qué es el permafrost

El permafrost, o suelo permanentemente congelado, designa una parte del suelo congelada de forma duradera. No se trata de una simple capa de hielo visible en la superficie: el subsuelo puede mezclar tierra, rocas, sedimentos y hielo. Esta definición permite comprender mejor por qué su evolución depende tanto del clima, del agua como de la estructura del terreno.

Definición de permafrost y criterios científicos

Un suelo se califica generalmente de permafrost cuando permanece a una temperatura igual o inferior a 0 °C durante al menos dos años consecutivos. El criterio se refiere, por tanto, a la duración de la congelación y no a la presencia ocasional de nieve o hielo. El permafrost puede ser poco profundo o extenderse a varios cientos de metros, según la historia climática y geológica del lugar.

Esta permanencia es relativa a la escala de las mediciones científicas: no prohíbe pequeñas variaciones de temperatura en el suelo. Significa más bien que la congelación persiste de un año a otro, aunque algunas zonas cercanas a la superficie se calienten en verano.

Diferencia entre permafrost, suelo congelado y banquisa

Un suelo congelado puede estarlo durante unos días o varios meses sin ser permafrost. La banquisa, por su parte, es agua de mar congelada; no constituye un suelo, aunque influya en los intercambios de calor entre el océano y la atmósfera. El permafrost se encuentra bajo la superficie terrestre o en ciertos sedimentos sumergidos.

Esta distinción es útil para evitar confusiones en las discusiones sobre el Ártico. El deshielo de la banquisa modifica el albedo y los intercambios térmicos, mientras que el deshielo del permafrost afecta directamente a la estabilidad del terreno y al ciclo del carbono.

Las capas activas y permanentes del suelo

La capa superior del suelo, llamada capa activa, se descongela generalmente durante la estación cálida y vuelve a congelarse en otoño o invierno. Bajo esta capa se encuentra el permafrost propiamente dicho, cuya temperatura permanece negativamente duradera. El espesor de la capa activa varía con la latitud, la vegetación, la humedad y las condiciones meteorológicas.

En un entorno muy frío, puede permanecer delgada. En una región más cálida o perturbada, puede espesarse progresivamente, lo que acerca el calor a la frontera del suelo permanentemente congelado. Esta evolución constituye una primera señal del cambio en curso.

¿Dónde se encuentra el permafrost en el mundo?

El permafrost cubre vastos territorios de Alaska, el norte de Canadá, Groenlandia y Siberia. También existe en alta montaña, especialmente en algunas mesetas y laderas donde la altitud mantiene temperaturas bajas. En el hemisferio sur, es mucho más limitado y se encuentra sobre todo en las regiones montañosas.

Su distribución no es uniforme. Puede ser continuo en las zonas más frías, discontinuo cuando las condiciones se vuelven más suaves, o incluso aislado bajo turberas, bosques y relieves. La cartografía debe, por tanto, tener en cuenta las variaciones locales en lugar de una simple frontera climática.

¿Por qué es esencial el permafrost para el clima?

El permafrost es un componente discreto pero importante del sistema climático. Durante miles de años, el frío ha ralentizado la descomposición de los restos vegetales y animales acumulados en los suelos. Mientras esta materia permanezca congelada, una parte importante de su carbono permanece inmovilizada.

Su papel no se limita, sin embargo, al carbono. El permafrost influye en los flujos, las zonas húmedas, los hábitats y las condiciones de vida de las poblaciones nórdicas. Es un equilibrio climático frágil, dependiente de temperaturas relativamente estables.

El carbono almacenado en los suelos congelados

Los suelos congelados contienen materia orgánica que no se ha descompuesto completamente. El frío, la falta de oxígeno en algunas zonas y la lentitud de los procesos biológicos han permitido su acumulación. Cuando el suelo se descongela, los microorganismos pueden reanudar su actividad y transformar esta materia en gas.

El stock no se libera de golpe ni de forma uniforme. Su disponibilidad depende de la profundidad, la humedad, la composición del suelo y la velocidad del deshielo. Esta complejidad explica por qué las estimaciones todavía presentan un margen de incertidumbre.

El papel del permafrost en los ciclos del carbono y del agua

La congelación actúa como una barrera física que ralentiza la circulación del agua y la descomposición. Cuando se debilita, el agua puede infiltrarse de forma diferente, formar charcos o, por el contrario, evacuarse más rápidamente en un suelo hundido. Estos cambios modifican las condiciones de oxigenación y, por tanto, los gases producidos.

El permafrost interviene también en los intercambios entre los suelos, las plantas, los ríos y la atmósfera. Para situar este mecanismo en un marco más amplio, se puede consultar esta presentación de la circulación del Atlántico, que recuerda cuán interconectados están los sistemas climáticos.

Los ecosistemas y las poblaciones dependientes de los suelos congelados

La tundra, los bosques boreales, las turberas y los humedales árticos se han adaptado a suelos fríos y a menudo mal drenados. El deshielo puede modificar la composición de la vegetación, la disponibilidad de agua y los hábitats de numerosas especies. Los efectos no son idénticos en todas partes: algunos sectores se vuelven más húmedos, otros más secos.

Las poblaciones locales dependen de estos paisajes para desplazarse, cazar, criar ganado, pescar o acceder a recursos. Los cambios en el suelo pueden, por tanto, afectar tanto al medio ambiente como a las prácticas cotidianas, con consecuencias culturales y económicas.

Un equilibrio frágil frente al calentamiento climático

El calentamiento del aire no se transmite instantáneamente a las profundidades, pero acaba modificando el balance térmico del suelo. Inviernos más suaves, nieve aislante o incendios repetidos pueden acelerar esta transmisión. Una vez iniciado el deshielo, las transformaciones del terreno pueden mantener localmente el fenómeno.

El permafrost es así a la vez una víctima del calentamiento y una fuente potencial de emisiones adicionales. Esta retroalimentación no significa que todo el carbono se liberará inmediatamente, pero refuerza la necesidad de integrarlo en las proyecciones climáticas.

¿Cómo se produce el deshielo del permafrost?

Se habla comúnmente de deshielo, pero el término más preciso es a menudo descongelación: es el suelo congelado el que se calienta, mientras que su hielo se derrite después. El proceso puede ser lento, regular y casi invisible, o acelerarse tras una perturbación. La nieve, el agua, la vegetación y las actividades humanas modifican todas la cantidad de calor que llega al subsuelo.

Las causas naturales y humanas del deshielo

El aumento de las temperaturas medias es el factor general más evidente, pero no actúa solo. Veranos más largos, lluvias inusuales, erosión de las orillas y cambios en la cubierta de nieve pueden amplificar el calentamiento local. Las carreteras, los edificios, las extracciones y los incendios también perturban el equilibrio térmico del terreno.

Una superficie artificializada puede retener o redistribuir el calor de forma diferente a un suelo vegetado. Del mismo modo, el paso repetido de vehículos puede destruir la cubierta protectora y facilitar la erosión. El riesgo depende, por tanto, de la interacción entre el clima regional y las condiciones del sitio.

El calentamiento de la capa activa

La capa activa es el primer nivel donde los cambios se vuelven medibles. Si se descongela más profundamente o permanece congelada menos tiempo, más calor puede alcanzar el permafrost subyacente. Esta evolución también modifica la cantidad de agua disponible para las plantas y los microorganismos.

Una capa activa más gruesa no provoca automáticamente un deshielo profundo el mismo año. Sin embargo, constituye un indicador valioso, especialmente cuando evoluciona con un aumento de la temperatura del suelo y una disminución de la duración de la congelación estacional.

El deshielo progresivo y el deshielo brusco

El deshielo progresivo reduce poco a poco la temperatura del suelo y puede ser difícil de percibir sin instrumentos. El deshielo brusco, en cambio, se produce cuando el hielo subterráneo desaparece, provocando un hundimiento, un deslizamiento de tierra o la apertura de una depresión. Estas formas pueden sucederse en un mismo paisaje.

El deshielo brusco no significa necesariamente que toda la masa de permafrost haya desaparecido. Indica más bien una pérdida rápida de hielo y de estabilidad en una zona determinada. Para los habitantes y los gestores, esta diferencia importa: los daños pueden aparecer incluso antes de una transformación climática completa del subsuelo.

El papel de la nieve, la vegetación y los incendios

La nieve actúa como aislante. Una capa gruesa puede impedir que el suelo se enfríe mucho en invierno, mientras que una cubierta delgada a veces favorece el enfriamiento. La vegetación y la materia orgánica superficial también desempeñan un papel protector al limitar los intercambios de calor y la erosión.

Los incendios retiran esta protección y a menudo oscurecen el suelo, que entonces absorbe más radiación. Su efecto puede durar varios años, especialmente cuando la regeneración de la vegetación es lenta. El seguimiento debe, por tanto, tener en cuenta los eventos extremos, y no solo las medias de temperatura.

¿Qué GE se liberan por el permafrost?

Cuando el suelo se descongela, la materia orgánica se vuelve accesible a los microorganismos. Según la cantidad de oxígeno, la humedad y la temperatura, su descomposición produce principalmente dióxido de carbono o metano. Estas emisiones no son idénticas, ni en su velocidad, ni en su efecto climático.

La medición debe, por tanto, distinguir los diferentes medios: suelo seco, turbera, lago de deshielo o zona saturada. Una observación limitada a un solo tipo de terreno puede dar una imagen incompleta de las emisiones reales.

La transformación de la materia orgánica descongelada

El deshielo pone en circulación una materia que había permanecido aislada del funcionamiento biológico activo. Las bacterias y los hongos la descomponen, utilizan parte de su energía y liberan compuestos carbonados al aire o al agua. El ritmo varía según la calidad de la materia, la temperatura y el drenaje.

También hay que considerar las plantas que recolonizan las zonas perturbadas. Pueden absorber parte del carbono atmosférico, pero esta recuperación vegetal no compensa necesariamente las emisiones procedentes de las capas antiguas. El balance se calcula sobre varios procesos simultáneos.

El dióxido de carbono procedente de suelos aireados

En un suelo relativamente bien drenado, el oxígeno generalmente favorece una descomposición que libera dióxido de carbono. Este gas se produce progresivamente, a lo largo del calentamiento y de la actividad microbiana. Los suelos secos o expuestos pueden, por tanto, contribuir a emisiones de CO₂ incluso sin formar grandes charcos.

El resultado neto depende del crecimiento de la vegetación, de la respiración del suelo y de las pérdidas de carbono disuelto hacia los cursos de agua. Es, por tanto, más riguroso hablar de un balance de carbono que de asociar automáticamente todo deshielo a una sola forma de emisión.

El metano producido en medios saturados de agua

En las zonas saturadas de agua y pobres en oxígeno, otros microorganismos pueden producir metano. Este gas se escapa por difusión, a través de las plantas o en forma de burbujas, especialmente en los lagos formados tras un hundimiento. Las emisiones pueden ser muy variables de un sitio a otro.

El metano permanece en la atmósfera menos tiempo que el CO₂, pero ejerce un importante efecto de calentamiento a corto plazo. La formación de charcos o lagos termokarsticos puede, por tanto, modificar rápidamente el perfil de emisiones de un paisaje.

Las diferencias entre emisiones de CO₂ y de metano

El CO₂ y el metano son ambos gases de efecto invernadero, pero su comportamiento atmosférico difiere. El CO₂ se acumula durante largos períodos, mientras que el metano actúa más fuertemente a corto plazo antes de transformarse progresivamente en la atmósfera.

Esta distinción ayuda a interpretar los inventarios sin reducir el problema a una cifra única. Los modelos deben integrar la topografía, la humedad, la profundidad del deshielo y los intercambios entre suelo, agua y atmósfera.

¿Cuáles son las consecuencias del deshielo del permafrost?

Las consecuencias del deshielo son climáticas, geológicas y sociales. No se manifiestan con la misma intensidad en todas las regiones, ya que el hielo del suelo, la pendiente, el agua y las infraestructuras varían fuertemente. Algunas transformaciones son lentas; otras se vuelven repentinas tras un umbral de estabilidad.

La aceleración potencial del calentamiento climático

Las emisiones de CO₂ y metano procedentes de los suelos descongelados pueden reforzar el calentamiento que ya favorece el deshielo. Se trata de una retroalimentación: el fenómeno no es una causa independiente del cambio climático, pero puede aumentar su magnitud. Las estimaciones siguen siendo difíciles debido a la diversidad de los terrenos y de las trayectorias futuras.

Esta cuestión concierne también a los presupuestos de carbono. Una estrategia climática que descuide las emisiones de los suelos congelados corre el riesgo de sobreestimar la cantidad de gases de efecto invernadero aún compatible con un objetivo dado. Las incertidumbres abogan por la prudencia en lugar de la inacción.

El hundimiento de los suelos y los daños a las infraestructuras

El hielo subterráneo puede sostener mecánicamente el terreno. Cuando se derrite, el suelo se asienta, se agrieta o se deforma, a veces de manera irregular. Las carreteras, las pistas de aterrizaje, las canalizaciones, los cimientos y los edificios se vuelven entonces más costosos de mantener.

Los riesgos geomorfológicos asociados al deshielo del suelo ártico demuestran por qué el estado térmico no es suficiente para evaluar la vulnerabilidad. La pendiente, el drenaje y la concentración de hielo deben también ser cartografiados antes de construir o renovar.

Las perturbaciones de los ecosistemas árticos

La desaparición del hielo transforma los relieves y las redes de agua. Un antiguo suelo estable puede convertirse en una zona húmeda, un lago o una superficie erosionada. Estos cambios influyen en las plantas, los insectos, los peces y los animales que dependen de ciertos hábitats.

La vegetación puede a veces ganar en altura o densidad en los sectores más cálidos, pero esta evolución no significa que el ecosistema conserve sus funciones. La composición de las especies, los ciclos nutritivos y la disponibilidad de agua pueden cambiar en profundidad.

Los riesgos para las comunidades y las actividades locales

Las comunidades expuestas deben a veces desplazar edificios, modificar rutas o reforzar equipos. Los costes no son solo técnicos: la degradación de los suelos puede afectar al acceso a los recursos, las actividades económicas y la seguridad de los desplazamientos.

Las decisiones adaptadas se basan tanto en los conocimientos locales como en los datos científicos. Un mismo indicador de temperatura puede corresponder a riesgos muy diferentes según la construcción, el relieve y los usos del territorio.

¿Cómo medir y prever la evolución del permafrost?

El seguimiento del permafrost combina observaciones en el terreno, imágenes satelitales y modelos. Ninguna herramienta es suficiente por sí sola: las perforaciones informan sobre la temperatura en profundidad, mientras que los satélites detectan los cambios en la superficie. Las series largas son esenciales para distinguir una tendencia duradera de una anomalía puntual.

En una lógica data-driven, Millennium Digital recuerda el interés de una estrategia basada en datos estructurados e indicadores medibles; aplicada a las ciencias del clima, esta disciplina ayuda sobre todo a documentar las hipótesis y los límites de los resultados.

Los registros de temperatura y las perforaciones

Sondas instaladas a diferentes profundidades miden la temperatura del suelo y la duración de la congelación. Las perforaciones permiten seguir el gradiente térmico, la presencia de hielo y la profundidad de la capa activa. Repetidos en el mismo lugar, estos registros proporcionan una referencia útil para comparar los años.

Las mediciones deben ir acompañadas de información sobre la nieve, la vegetación, la humedad y las perturbaciones recientes. Sin este contexto, un aumento local de la temperatura puede malinterpretarse, ya que puede provenir de un incendio o de un cambio de drenaje en lugar de una tendencia regional sola.

La observación por satélites y los modelos climáticos

Los satélites detectan las variaciones de altura del terreno, la humedad, la cubierta vegetal, las zonas de agua y ciertos movimientos de superficie. Permiten cubrir territorios de difícil acceso, pero no miden directamente toda la temperatura del subsuelo. Las observaciones en el terreno siguen siendo, por tanto, indispensables para calibrar las interpretaciones.

Los modelos asocian estos datos a los escenarios climáticos, la topografía y las características del suelo. Su valor depende de la calidad de los datos de entrada y de su capacidad para representar eventos rápidos, como un hundimiento o un incendio.

Las incertidumbres relacionadas con las emisiones de GEI

Las emisiones son difíciles de estimar porque cambian según la estación, la humedad y la profundidad del deshielo. Los intercambios también pueden producirse en el agua antes de que el carbono llegue a la atmósfera. Por último, el crecimiento de nuevas plantas puede absorber parte del carbono, sin anular necesariamente las emisiones antiguas.

Para un análisis riguroso, es necesario, por tanto, publicar rangos, precisar los métodos y actualizar las observaciones. Millennium Digital, cuya actividad se centra en el SEO, el SEA y la automatización del crecimiento, pone en su propio posicionamiento el énfasis en resultados medibles; en el seguimiento climático, esta exigencia se traduce en una trazabilidad comparable, sin prometer una precisión imposible.

Los indicadores de un deshielo rápido o irreversible

Ninguna señal es suficiente por sí sola para anunciar un punto de inflexión. Sin embargo, varias evoluciones convergentes pueden alertar a los investigadores y gestores:

• un aumento duradero de la temperatura a varias profundidades;
• un espesamiento repetido de la capa activa;
• hundimientos, grietas o deslizamientos visibles;
• un aumento de charcos, lagos o erosión;
• una reducción de la duración anual de la congelación.

Estos indicadores deben compararse con las condiciones meteorológicas y las características locales. Millennium Digital acompaña estrategias de visibilidad y adquisición basadas en el análisis; en el caso del permafrost, el desafío es más bien hacer que las señales sean legibles para priorizar las intervenciones y compartir los resultados entre equipos.

¿Se pueden limitar los impactos del deshielo del permafrost?

El deshielo no puede detenerse en todas partes mediante una intervención local. Las respuestas eficaces combinan, por tanto, la reducción del calentamiento mundial, la adaptación de las infraestructuras, la protección de las superficies y la mejora de los conocimientos. También deben tener en cuenta a los habitantes y los usos propios de cada territorio.

Reducir las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero

La medida más estructurante sigue siendo la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Ralentiza el calentamiento del aire y reduce la probabilidad de un deshielo profundo y generalizado. Las acciones locales tienen su utilidad, pero no pueden compensar de forma duradera un aumento continuo de las temperaturas mundiales.

Reducir las emisiones relacionadas con la energía, el transporte, la industria y los edificios actúa, por tanto, indirectamente sobre la estabilidad de los suelos congelados. Este enfoque se une a los principios más amplios de la transición energética, que asocia descarbonización, eficiencia y evolución de los usos.

Adaptar las infraestructuras a los movimientos del suelo

En las regiones expuestas, los proyectos deben integrar la temperatura del suelo, el hielo presente y los escenarios de deformación. Los cimientos, las carreteras y las canalizaciones pueden diseñarse para tolerar ciertos movimientos, facilitar el mantenimiento o limitar la transferencia de calor al subsuelo.

La vigilancia posterior a la construcción es igualmente importante. Sensores, inspecciones regulares y umbrales de alerta permiten detectar una deformación antes de que provoque una rotura costosa o peligrosa.

Preservar la vegetación y las zonas húmedas

La vegetación superficial protege el suelo contra la erosión y modifica los intercambios de calor. Evitar perturbaciones innecesarias, limitar el paso de maquinaria y restaurar zonas degradadas puede reducir ciertos riesgos locales. La preservación de las zonas húmedas debe, sin embargo, basarse en una comprensión fina de los flujos de agua.

Un charco puede almacenar agua y sostener ciertas especies, al tiempo que favorece emisiones de metano. La protección no consiste, por tanto, en aplicar una solución idéntica en todas partes, sino en mantener las funciones ecológicas y seguir sus efectos.

Reforzar la vigilancia y la cooperación científica

El seguimiento debe reunir estaciones en tierra, observaciones satelitales, inventarios de campo y conocimientos locales. El intercambio de métodos facilita la comparación entre regiones y mejora los modelos. Permite también distinguir mejor las tendencias generales de las respuestas propias de un sitio.

Los datos deberían ser accesibles, documentados y reevaluados regularmente. Una cooperación duradera entre investigadores, colectividades y comunidades afectadas es indispensable para vincular las alertas científicas con las decisiones concretas.

Para terminar

El permafrost es un elemento lento en formarse, pero rápido en perturbarse cuando el clima se calienta. Su deshielo puede liberar gases de efecto invernadero, deformar los suelos y alterar los ecosistemas y las infraestructuras. Reducir las emisiones sigue siendo la respuesta central, complementada por una adaptación local basada en mediciones continuas y decisiones transparentes.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el permafrost?

El permafrost es un suelo o sedimento que permanece congelado durante al menos dos años consecutivos. Puede contener tierra, rocas, hielo y materia orgánica.

¿Cuál es la diferencia entre permafrost y banquisa?

El permafrost se refiere a un suelo o sedimento permanentemente congelado. La banquisa es agua de mar congelada; ambos fenómenos no tienen la misma composición ni los mismos efectos directos.

¿Por qué el deshielo del permafrost libera GEI?

El deshielo hace que la materia orgánica sea accesible a los microorganismos. Su descomposición puede entonces producir dióxido de carbono en los suelos aireados y metano en los medios saturados de agua.

¿El permafrost se derrite en todas partes al mismo ritmo?

No. La velocidad depende de la temperatura, la nieve, la vegetación, la humedad, el hielo presente en el suelo y las perturbaciones como incendios o obras.

¿El deshielo del permafrost puede provocar un hundimiento?

Sí. Cuando el hielo subterráneo se derrite, el volumen y la resistencia del suelo pueden disminuir. El terreno puede entonces asentarse, agrietarse o deslizarse, con efectos variables según la topografía.

¿Cómo se vigila el permafrost?

Los científicos utilizan sondas, perforaciones, mediciones de la capa activa, satélites y modelos. La combinación de estos métodos permite seguir mejor los cambios de temperatura y de relieve.

¿Se puede impedir completamente el deshielo del permafrost?

Es imposible estabilizar todos los suelos congelados mediante medios locales. La reducción de las emisiones mundiales puede ralentizar el calentamiento, mientras que la adaptación de las infraestructuras y la protección de las superficies limitan ciertos daños.