Στο γόνατο στα λασπώδη ρωγμές της κατάρρευσης της Ταλντάζ της Αλάσκας, η Elissa Schuett επισημαίνει τα ερείπια ενός σπηλαίου που κράτησε το περασμένο καλοκαίρι. Σήμερα, έχει φύγει, γκρεμίστηκε από το ανοιχτό μαλάκωμα γνωστό ως aa thermokarst που συνεχίζει να βγαίνει προς τα έξω καθώς η γη γρήγορα λιώνει.
Οι αποτυχίες του θερμοκαρδίου εμφανίζονται όταν το περμπαρόφυλλο - ένα στρώμα κατεψυγμένου εδάφους στις πολικές περιοχές της Γης - ξεπαγώνει και γίνεται ασταθές. Αν και τα γεγονότα συμβαίνουν φυσικά σε ολόκληρη την Αρκτική, πολλοί επιστήμονες υποψιάζονται ότι η αύξηση των θερμοκρασιών στο βορρά προκαλεί τη δημιουργία περισσότερων από αυτές τις λειτουργίες. Συγκρίνοντας τις αεροφωτογραφίες του 1985 με τις πρόσφατες φωτογραφίες, "μπορούμε τώρα να πούμε με κάποια βεβαιότητα ... ότι σε ορισμένες περιοχές [υπάρχουν] μεταξύ δύο και πέντε φορές περισσότερα από αυτά τα χαρακτηριστικά τώρα από ό, τι στις αρχές της δεκαετίας του 1980", λέει ο William Bowden, ένας υδάτινος οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Bowden, ο βοηθός του έρευνας Schuett και άλλοι στο Station Tool Field, Πανεπιστήμιο της Αλάσκας, ερευνητικό κέντρο της Φέρμπανκς, 150 μίλια βόρεια του Αρκτικού Κύκλου στη βόρεια Αλάσκα, μελετούν την επίδραση των θερμοκαρτών στο περιβάλλον. Το έργο τους εντάσσεται σε μια μακρά παράδοση της έρευνας για την αλλαγή του κλίματος στο Toolik, το οποίο, από την ίδρυσή του το 1975, παρείχε ένα παρθένο εργαστήριο για να μελετήσει πώς ένας θερμότερος κόσμος θα μεταμορφώσει τις χερσαίες και υδάτινες οδούς της Αρκτικής.
Η κατανόηση του κλίματος και των περιβαλλοντικών αλλαγών, σύμφωνα με τον Norman Marcotte του Συμβουλίου Ερευνών Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας του Καναδά, είναι το "καίριο θέμα" στην έρευνα της Αρκτικής σε διεθνές επίπεδο. Ερευνητικοί σταθμοί όπως το εργαλείο Toolk είναι βασικό στοιχείο για τη συλλογή μακροπρόθεσμων δεδομένων και τη διερεύνηση θεμάτων στον τομέα, λέει με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, ενώ ο Καναδάς σχεδιάζει να αναπτύξει ερευνητικό σταθμό της Αρκτικής με πολλά από τα ίδια στοιχεία με το Toolkit.
Αν και μεγάλο μέρος της έρευνας της Αρκτικής έχει επικεντρωθεί στην παρατήρηση του περιβάλλοντος, "Στο Toolik είμαστε σε θέση να πάμε βαθύτερα σε αυτό" και "να μελετήσουμε τι ελέγχει πραγματικά όλες αυτές τις διαδικασίες", λέει ο συνιδρυτής του John Hobbie, ένας ανώτερος μελετητής στα οικοσυστήματα Κέντρο του θαλάσσιου βιολογικού εργαστηρίου στην Woods Hole, Μασαχουσέτη.
Είναι επίσης "η μόνη χώρα στη Βόρεια Αμερική όπου μπορούμε να δούμε ή να πάρουμε μια προηγμένη εικόνα για το πώς η αλλαγή του κλίματος μπορεί να επηρεάσει τα οικοσυστήματα", προσθέτει.
Και από πολλές απόψεις, η αλλαγή του κλίματος έχει ήδη αρχίσει να αναδιαμορφώνει αυτή τη διχοτομητικά εύθραυστη και ανθεκτική γη. Μεταξύ του 1966 και του 1995, οι θερμοκρασίες της Αρκτικής αυξήθηκαν κατά 7 βαθμούς Κελσίου ανά δεκαετία, μια τάση που βάζει "τη βόρεια Αλάσκα στο καυτό κάθισμα", λέει η συνδημοσία Brend-Harte, συγγενής επιστήμονας του Toolk. Η Αρκτική θερμαίνεται γρηγορότερα από ό, τι ακόμη και στις τροπικές περιοχές του κόσμου: Η άνοιξη φθάνει νωρίτερα, η πτώση αρχίζει αργότερα και η θερμοκρασία του συνεχούς πάγου σε πολλές περιοχές, συμπεριλαμβανομένου του εργαλείου, κινείται επικίνδυνα κοντά στο σημείο ανατροπής του μηδενικού βαθμού Κελσίου. Αυτό συμβαίνει όταν το κατεψυγμένο έδαφος που δίνει στην κνήμη τη δεξαμενή μπορεί να καταρρεύσει.
Νέοι θερμοκάρτες στην Αλάσκα θα μπορούσαν επίσης να δείξουν πώς η θέρμανση μπορεί να αλλάξει ρέματα ή λίμνες, καθώς αυτά τα χαρακτηριστικά συμβαίνουν συχνά κοντά στο νερό. Όταν ένας θερμοκάρδος ανακαλύφθηκε το 2003 κοντά στον ποταμό Toolk, οι Bowden και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι είχε απομακρύνει τόσα ιζήματα στο ποτάμι που το νερό γύρισε λασπώδη 40 χιλιόμετρα κατάντη. Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του ανέφεραν επίσης τον Ιούνιο του 2008 στην Εφημερίδα της Γεωφυσικής Έρευνας ότι το αμμώνιο, τα νιτρικά και ο φώσφορος που εκπέμπονται από την κατάρρευση αυτή θα αλλάξουν με τον καιρό τη δομή και τη λειτουργία του ποταμού.
Για τους Bowden και άλλους ερευνητές του Toolkit, αυτές οι παρατηρήσεις ήταν εξοικειωμένες. Μεταξύ του 1983 και του 2004, είδαν πόσο δραστικά ο φώσφορος θα μπορούσε να αναδιαρθρώσει έναν ποταμό σε ένα πείραμα που έγινε στον ποταμό Kuparuk κοντά στο Toolik - "η καλύτερη μελέτη της λεκάνης απορροής ποταμού σε ολόκληρη την Αρκτική", σύμφωνα με τον Hobbie. Σε αυτό το πείραμα, οι επιστήμονες προστέθηκαν στο ποτάμι μικρές ποσότητες φωσφόρου, μια κοινή θρεπτική ουσία στη λίπανση και την οικιακή και βιομηχανική ρύπανση κάθε καλοκαίρι. Μετά από οκτώ χρόνια, η βρύα επεκτάθηκε στον ποταμό, εξαφανίζοντας άλλα φυτικά είδη και πυροδοτώντας την ανάπτυξη ορισμένων τύπων εντόμων. Η παραγωγικότητα συνολικά στον ποταμό ανθεί. Η έρευνα αυτή μπορεί να προφητεύει τι συμβαίνει όταν το πετρώδες παγωμένο λιώσει και τα θρεπτικά συστατικά απελευθερώνονται στον αέρα και το νερό.
Στη γη, οι ερευνητές του εργαλείου Toolk έχουν επίσης προσθέσει λίπασμα σε διαφορετικούς τύπους tundra. Σε ένα πείραμα που λειτουργεί από το 1989, ο ανώτερος επιστήμονας του Κέντρου Ecosystems, Gaius Shaver, διαπίστωσε ότι στην τσουντάδα τσιπούρας ορισμένοι φυλλοβόλοι θάμνοι, όπως η νάνος σημύδας, μπορούν να επωφεληθούν από την εισροή αζώτου και φωσφόρου αυξάνοντας την αφθονία και μειώνοντας την ποικιλία των ειδών. Οι επιστήμονες του εργαλείου στοχεύουν επίσης στο γιατί η Αρκτική φαίνεται να είναι πράσινη, εξηγεί ο Bret-Harte. Μπορεί να οφείλεται σε περισσότερους θάμνους: Πριν από περίπου 12.000 χρόνια, όταν το κλίμα ήταν θερμότερο, κυριαρχούσαν θάμνοι στο τοπίο, είπε.
Αν και αυτές οι πολικές μετατοπίσεις μπορεί να φαίνονται απομονωμένες από τον υπόλοιπο κόσμο, μια λυγίζουσα Αρκτική θα μπορούσε να επιταχύνει την αλλαγή του κλίματος. Ο Bret-Harte επισημαίνει ότι οι ακτές της Αρκτικής, συμπεριλαμβανομένων των βόρειων δασών, κατέχουν σχεδόν το 40% του παγκόσμιου άνθρακα στο έδαφος, αλλά αποτελούν μόνο ένα έκτο της γης. Αν ο άνθρακας που έχει κλειδωθεί στο έδαφος απελευθερωθεί με την τήξη του περμανάντ, μπορεί να υπερδιπλασιαστεί η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα, ένα σημαντικό αέριο θερμοκηπίου, στο περιβάλλον.
Bowden του Πανεπιστημίου του Βερμόντ πιστεύει ότι υπάρχουν "ισχυρές ενδείξεις" ότι παγιδευμένοι άνθρακας και μεθάνιο θα μπορούσαν να απελευθερωθούν κατά τη διάρκεια των θερμοκαστριών συμβάντων και να συμβάλουν στη θέρμανση. Επιδιώκει χρηματοδότηση για να διερευνήσει πώς οι θερμοκάρτες θα επηρεάσουν συνολικά τα αρκτικότερα οικοσυστήματα. Για παράδειγμα, ένας θερμοκαστήρας που προκαλεί ακίδα σε ιζήματα σε πλωτές οδούς μπορεί να πνίξει φυτά, να φράξει τα βράγχια των ψαριών και τελικά να εκτοξεύσει έναν καταρράκτη των αποτελεσμάτων σε όλη τη διαδρομή προς τον ιστό των τροφίμων.
"Δεν είναι μια ιστορία φρίκης-δεν είναι όπως αυτό δεν είναι μια φυσική διαδικασία", προειδοποιεί Bowden. "Πιστεύω όμως ότι υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι οι [ανθρώπινες] επιρροές που βρίσκονται σε μικρή απόσταση από την Αρκτική έχουν αυτά τα δευτερεύοντα αποτελέσματα ... τα οποία θα είναι δυνητικά πολύ σημαντικά για τη δομή του τρόπου με τον οποίο το τοπίο της Αρκτικής φαίνεται και συμπεριφέρεται στο μέλλον".
