Als je van de zee naar het land op de noordhelling van Alaska zou vliegen, je zou oversteken vanaf het water, over een smal strand, en dan naar de toendra. Van de lucht, die toendra zou eruitzien als een landschap van kamergrote veelhoekige vormen. Die vormen zijn de oppervlaktemanifestaties van het ijs in de bevroren grond eronder, een gestolde aarde die bekend staat als permafrost.

Wetenschappers geloofden lang dat de vaste permafrost zich offshore uitstrekte:van de toendra, onder dat smalle strand en onder de zeebodem die langzaam afloopt. Ze zagen die permafrost als massieve baksteen, de ondergrond - en de enorme hoeveelheden koolstof die het vasthoudt - op zijn plaats houden.

Maar nieuw onderzoek onder leiding van Micaela Pedrazas, die haar master behaalde aan de Universiteit van Texas aan de Austin Jackson School of Geosciences in samenwerking met professor Bayani Cardenas, heeft dat paradigma op zijn kop gezet. Ze ontdekten dat permafrost meestal afwezig was in de ondiepe zeebodem langs een kustveld in het noordoosten van Alaska. Dat betekent dat koolstof veel gemakkelijker kan worden vrijgemaakt uit bronnen aan de kust dan eerder werd gedacht.

De studie is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang op 23 oktober met co-auteurs van de Jackson School en het Marine Science Institute van de UT.

Met behulp van een geofysische techniek genaamd elektrische weerstandsbeeldvorming, de onderzoekers brachten de ondergrond onder de Kaktovik-lagune langs de noordoostkust van Alaska in de loop van drie jaar in kaart.

De resultaten waren onverwacht. Het strand en de zeebodem waren tot minstens 65 voet ijsvrij. Op de toendra zelf, ijsrijke permafrost gedetecteerd in de bovenste 16 voet, maar daaronder, de ondergrond die hun beeldvorming in kaart bracht, was ook ijsvrij.

"Dit leidt tot een nieuw conceptueel model, ' zei Pedrazas.

Permafrost komt voor in koude klimaten die in de loop van het jaar bevroren blijven. Wetenschappers hebben de impact van een opwarmend klimaat op permafrost gevolgd, want als het smelt, permafrost geeft zijn voorraden bevroren koolstof vrij in de atmosfeer als methaan en koolstofdioxide, bijdragen aan klimaatverandering.

Permafrost-onderzoeken hebben zich bijna uitsluitend gericht op het gebied onder de toendra. Omdat het niet eenvoudig is om op zulke afgelegen locaties en onder barre weersomstandigheden te werken, de overgang van zee naar kust is grotendeels genegeerd.

"Deze studie vertelt ons dat de kustlijn veel gecompliceerder is dan we dachten, "Zei co-auteur Jim McClelland van het Marine Science Institute van de UT. "Het opent de mogelijkheid voor routes van wateruitwisseling waar we niet aan dachten."

Naast globale overwegingen, het werk heeft lokale effecten. De gemeenschappen langs de kust, van wie de meesten Inupiat zijn, leven op de permafrost. Terwijl de permafrost ontdooit, het versnelt kusterosie, die zich uitsnijdt in het land waarop huizen en infrastructuur staan. In de regio Kaktovik, erosie kan oplopen tot 13 voet per jaar.

"Hun cultureel erfgoed en hun welzijn zijn geïntegreerd en nauw verbonden met hun omgeving, "Zei Cardenas. "Er is een onmiddellijke behoefte om te begrijpen wat er in deze lagunes gebeurt."

Het nieuwe paradigma vereist ook een heruitvinding van het Arctische kustecosysteem. Door vloeibaar grondwater kunnen koolstof en nutriënten tussen de toendra en de lagune bewegen. Het betekent ook dat zout water onder de toendra kan bewegen, mogelijk van invloed zijn op zoetwaterbronnen.

Paul Overduin, die niet bij het onderzoek betrokken was, maar die permafrost bestudeert aan het Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research, zei dat dit werk de eerste stap is in het begrijpen van de overgang van permafrost van zee naar kust.

“Zoals vaak het geval is, als we beginnen te kijken naar iets waar mensen niet veel van weten, je opent een hele reeks vragen die bekeken moesten worden, "zei hij. "Dat is wat hier echt opwindend is."