E11 Solos Congelados e Permafrost de Superfície

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O permafrost é um solo ou rocha cuja temperatura permanece igual ou abaixo de zero grau Celsius por pelo menos dois anos consecutivos, independentemente de conter gelo ou não; ele cobre aproximadamente 25% de toda a superfície terrestre do Hemisfério Norte.

A camada ativa é a camada mais superficial desse permafrost, aquela que descongela a cada verão e congela novamente a cada inverno; sua espessura varia enormemente, de apenas alguns centímetros nas altas montanhas do Ártico a vários metros no permafrost descontínuo das regiões boreais.

O congelamento e o descongelamento desse solo alteram profundamente suas propriedades hidrológicas: o solo congelado se comporta como se fosse impermeável, porque o gelo praticamente impede a passagem da água, e é justamente essa impermeabilidade que causa um aumento drástico do escoamento superficial durante o degelo da primavera.

A formação da frente de congelamento segue a equação de Stefan, segundo a qual a profundidade dessa frente de congelamento é proporcional à raiz quadrada dos graus-dia de frio acumulados. O calor latente de fusão da água contida no solo, 334.000 joules por quilograma, é o principal termo no balanço térmico de todo esse solo congelado.

O aquecimento climático está acelerando o degelo desse mesmo permafrost, com consequências críticas ocorrendo em paralelo: a decomposição da matéria orgânica previamente congelada libera dióxido de carbono e metano, um gás de efeito estufa particularmente potente; a subsidência do solo, do mesmo tipo descrito em outro documento, destrói a infraestrutura construída sobre esse permafrost; e as mudanças hidrológicas provocadas pelo degelo alteram os regimes de fluxo dos rios e lagos do Ártico.

O comportamento esperado de todo esse sistema inclui uma frente de degelo avançando a taxas entre cinco décimos de metro e dois metros por década no cenário atual de aquecimento. Assim, desde a definição térmica com que este documento começa até o avanço da frente de degelo com que termina, passando pela camada ativa, pela impermeabilidade do solo congelado e pela equação de Stefan, o permafrost faz com que um solo que permaneceu congelado e estável durante milênios comece agora a liberar o carbono, a água e a estabilidade estrutural que manteve armazenados durante todo esse tempo.

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