En geografía física , la tundra ( / ˈ t ʌ n d r ə , ˈ t ʊ n -/ ) es un tipo de bioma donde el crecimiento de los árboles se ve obstaculizado por temperaturas gélidas y temporadas de crecimiento cortas. El término proviene de la palabra finlandesa tunturia, que significa "llanura sin árboles". [2] Hay tres regiones y tipos asociados de tundra: tundra ártica, [3] tundra alpina , [3] y tundra antártica. [4]
La vegetación de la tundra se compone de arbustos enanos , juncos , pastos , musgos y líquenes . En algunas regiones de la tundra crecen árboles dispersos. El ecotono (o región límite ecológica) entre la tundra y el bosque se conoce como línea de árboles o línea forestal. El suelo de la tundra es rico en nitrógeno y fósforo . [3] El suelo también contiene grandes cantidades de biomasa y biomasa descompuesta que se ha almacenado como metano y dióxido de carbono en el permafrost , lo que convierte al suelo de la tundra en un sumidero de carbono . A medida que el calentamiento global calienta el ecosistema y provoca el deshielo del suelo, el ciclo del carbono del permafrost se acelera y libera a la atmósfera gran parte de estos gases de efecto invernadero contenidos en el suelo, creando un ciclo de retroalimentación que aumenta el cambio climático.
La tundra ártica se encuentra en el extremo norte del hemisferio , al norte del cinturón de taiga . La palabra "tundra" generalmente se refiere sólo a las áreas donde el subsuelo es permafrost , o suelo permanentemente congelado. (También puede referirse a la llanura sin árboles en general, por lo que se incluiría el norte de Sápmi ). La tundra de permafrost incluye vastas áreas del norte de Rusia y Canadá. [3] La tundra polar es el hogar de varios pueblos que son en su mayoría pastores nómadas de renos, como los Nganasan y Nenets en el área de permafrost (y los Sami en Sápmi ).
La tundra ártica contiene áreas de paisaje desolado y está helada durante gran parte del año. El suelo allí está congelado de 25 a 90 cm (10 a 35 pulgadas) de profundidad, lo que imposibilita el crecimiento de los árboles. En cambio, la tierra desnuda y a veces rocosa sólo puede sustentar ciertos tipos de vegetación ártica , plantas de bajo crecimiento como musgo, brezo ( variedades de Ericaceae como la arándano y la gayuba negra ) y líquenes .
Hay dos estaciones principales, invierno y verano, en las zonas de tundra polar. Durante el invierno hace mucho frío, está oscuro y hay mucho viento, con una temperatura promedio de alrededor de -28 °C (-18 °F), que a veces baja hasta -50 °C (-58 °F). Sin embargo, las temperaturas extremadamente frías en la tundra no descienden tan bajo como las experimentadas en las áreas de taiga más al sur (por ejemplo, las temperaturas más bajas de Rusia y Canadá se registraron en lugares al sur de la línea de árboles). Durante el verano, las temperaturas aumentan un poco y la capa superior del suelo congelado estacionalmente se derrite, dejando el suelo muy empapado. La tundra está cubierta de pantanos, lagos, turberas y arroyos durante los meses cálidos. Generalmente, las temperaturas diurnas durante el verano aumentan a aproximadamente 12 °C (54 °F), pero a menudo pueden bajar a 3 °C (37 °F) o incluso por debajo del punto de congelación. Las tundras árticas son a veces objeto de programas de conservación del hábitat . En Canadá y Rusia, muchas de estas áreas están protegidas a través de un Plan de Acción de Biodiversidad nacional .
La tundra tiende a ser ventosa, con vientos que a menudo soplan a más de 50 a 100 km/h (30 a 60 mph). Sin embargo, es parecido a un desierto, con sólo alrededor de 150 a 250 mm (6 a 10 pulgadas) de precipitación por año (el verano suele ser la estación de máxima precipitación). Aunque las precipitaciones son ligeras, la evaporación también es relativamente mínima. Durante el verano, el permafrost se descongela lo suficiente para permitir que las plantas crezcan y se reproduzcan, pero debido a que el suelo debajo está congelado, el agua no puede hundirse más, por lo que forma los lagos y pantanos que se encuentran durante los meses de verano. Existe un patrón natural de acumulación de combustible e incendios forestales que varía según la naturaleza de la vegetación y el terreno. La investigación en Alaska ha demostrado que los intervalos de retorno de los incendios (FRI, por sus siglas en inglés) varían típicamente de 150 a 200 años, y las áreas de tierras bajas más secas arden con más frecuencia que las áreas de tierras altas más húmedas. [5]
La biodiversidad de la tundra es baja: se pueden encontrar 1.700 especies de plantas vasculares y sólo 48 especies de mamíferos terrestres, aunque millones de aves migran allí cada año en busca de las marismas. [6] También hay algunas especies de peces. Hay pocas especies con grandes poblaciones. Las plantas notables en la tundra ártica incluyen el arándano ( Vaccinium uliginosum ), el arándano rojo ( Empetrum nigrum ), el liquen de reno ( Cladonia rangiferina ), el arándano rojo ( Vaccinium vitis-idaea ) y el té de labrador ( Rhododendron groenlandicum ). [7] Los animales notables incluyen renos (caribú), buey almizclero , liebre ártica , zorro ártico , búho nival, perdiz blanca , topillos de lomo rojo del norte , lemmings , mosquitos , [8] e incluso osos polares cerca del océano. [7] [9] La tundra carece en gran medida de poiquilotermos como ranas o lagartos.
Debido al duro clima de la tundra ártica, regiones de este tipo han visto poca actividad humana, aunque a veces son ricas en recursos naturales como petróleo , gas natural y uranio . En los últimos tiempos esto ha comenzado a cambiar en Alaska , Rusia y algunas otras partes del mundo: por ejemplo, el Okrug autónomo de Yamalo-Nenets produce el 90% del gas natural de Rusia.
Una grave amenaza para la tundra es el calentamiento global , que provoca el deshielo del permafrost . El deshielo del permafrost en una zona determinada en escalas de tiempo humanas (décadas o siglos) podría cambiar radicalmente qué especies pueden sobrevivir allí. [10] También representa un riesgo significativo para la infraestructura construida sobre permafrost, como carreteras y oleoductos.
En lugares donde se ha acumulado vegetación muerta y turba, existe riesgo de incendios forestales, como los 1.039 km2 ( 401 millas cuadradas) de tundra que ardió en 2007 en la ladera norte de Brooks Range en Alaska. [11] Tales eventos pueden ser el resultado y contribuir al calentamiento global. [12]
Las emisiones de carbono del deshielo del permafrost contribuyen al mismo calentamiento que facilita el deshielo, lo que lo convierte en una retroalimentación positiva del cambio climático . El calentamiento también intensifica el ciclo del agua en el Ártico , y las mayores cantidades de lluvias más cálidas son otro factor que aumenta la profundidad del deshielo del permafrost. [13] La cantidad de carbono que se liberará debido a las condiciones de calentamiento depende de la profundidad del deshielo, el contenido de carbono dentro del suelo descongelado, los cambios físicos en el medio ambiente [14] y la actividad microbiana y vegetal en el suelo. La respiración microbiana es el proceso principal mediante el cual el carbono antiguo del permafrost se reactiva y ingresa a la atmósfera. La tasa de descomposición microbiana dentro de los suelos orgánicos, incluido el permafrost descongelado, depende de los controles ambientales, como la temperatura del suelo, la disponibilidad de humedad, la disponibilidad de nutrientes y la disponibilidad de oxígeno. [15] En particular, concentraciones suficientes de óxidos de hierro en algunos suelos de permafrost pueden inhibir la respiración microbiana y prevenir la movilización de carbono: sin embargo, esta protección sólo dura hasta que el carbono es separado de los óxidos de hierro por bacterias reductoras de Fe, lo cual es sólo una cuestión de tiempo en condiciones típicas. [16] Dependiendo del tipo de suelo, el óxido de hierro (III) puede aumentar la oxidación del metano a dióxido de carbono en el suelo, pero también puede amplificar la producción de metano por los acetótrofos: estos procesos del suelo aún no se comprenden completamente. [17]
En conjunto, la probabilidad de que todo el depósito de carbono se movilice y entre a la atmósfera es baja a pesar de los grandes volúmenes almacenados en el suelo. Aunque las temperaturas aumentarán, esto no implica una pérdida total del permafrost ni la movilización de todo el depósito de carbono. Gran parte del suelo sustentado por el permafrost permanecerá congelado incluso si el aumento de las temperaturas aumenta la profundidad del deshielo o aumenta el termokarsting y la degradación del permafrost. [18] Además, otros elementos como el hierro y el aluminio pueden adsorber parte del carbono movilizado del suelo antes de que llegue a la atmósfera, y son particularmente prominentes en las capas de arena mineral que a menudo se superponen al permafrost. [19] Por otro lado, una vez que el área de permafrost se descongela, no volverá a serlo durante siglos incluso si el aumento de temperatura se revierte, lo que lo convierte en uno de los ejemplos más conocidos de puntos de inflexión en el sistema climático .En 2011, análisis informáticos preliminares sugirieron que las emisiones del permafrost podrían equivaler a alrededor del 15% de las emisiones antropogénicas. [20]
Un artículo de perspectivas de 2018 que analiza los puntos de inflexión en el sistema climático activados alrededor de 2 °C (3,6 °F) de calentamiento global sugirió que en este umbral, el deshielo del permafrost agregaría 0,09 °C (0,16 °F) adicionales a las temperaturas globales para 2100. con un rango de 0,04 a 0,16 °C (0,072 a 0,288 °F) [21] En 2021, otro estudio estimó que en un futuro en el que se alcanzarían cero emisiones tras una emisión de 1000 Pg C adicionales a la atmósfera (un escenario en el que las temperaturas normalmente se mantienen estables después de la última emisión, o comienzan a disminuir lentamente) el carbono del permafrost agregaría 0,06 °C (0,11 °F) (con un rango de 0,02 a 0,14 °C (0,036 a 0,252 °F)) 50 años después de la última emisión antropogénica, 0,09 °C (0,16 °F) (0,04–0,21 °C (0,072–0,378 °F)) 100 años después y 0,27 °C (0,49 °F) (0,12–0,49 °C (0,22–0,88 °F) ) 500 años después. [22] Sin embargo, ninguno de los estudios pudo tener en cuenta el deshielo abrupto.
En 2020, un estudio de las turberas de permafrost del norte (un subconjunto más pequeño de toda el área de permafrost, que cubre 3,7 millones de km 2 de los 18 millones de km 2 estimados [23] ) equivaldría a ~1% del forzamiento radiativo antropogénico para 2100, y que esta proporción sigue siendo la misma en todos los escenarios de calentamiento considerados, desde 1,5 °C (2,7 °F) hasta 6 °C (11 °F). Sugirió además que después de 200 años más, esas turberas habrían absorbido más carbono del que habían emitido a la atmósfera. [24]
El Sexto Informe de Evaluación del IPCC estima que el dióxido de carbono y el metano liberados por el permafrost podrían ascender al equivalente de 14 a 175 mil millones de toneladas de dióxido de carbono por 1 °C (1,8 °F) de calentamiento. [25] : 1237 A modo de comparación, en 2019, las emisiones antropogénicas anuales de dióxido de carbono por sí solas ascendieron a alrededor de 40 mil millones de toneladas. [25] : 1237
Una evaluación de 2021 del impacto económico de los puntos de inflexión climáticos estimó que las emisiones de carbono del permafrost aumentarían el costo social del carbono en aproximadamente un 8,4% [27] . Sin embargo, los métodos de esa evaluación han generado controversia: cuando investigadores como Steve Keen y Timothy Lenton habían Lo acusó de subestimar el impacto general de los puntos de inflexión y de los niveles más altos de calentamiento en general, [28] los autores han admitido algunos de sus puntos. [29]
En 2021, un grupo de destacados investigadores del permafrost como Merritt Turetsky presentó su estimación colectiva de las emisiones del permafrost, incluidos los abruptos procesos de deshielo, como parte de un esfuerzo por abogar por una reducción del 50% de las emisiones antropogénicas para 2030 como un hito necesario para ayudar. alcanzar el cero neto para 2050. Sus cifras de emisiones combinadas de permafrost para 2100 ascendieron a 150 a 200 mil millones de toneladas de dióxido de carbono equivalente por debajo de 1,5 °C (2,7 °F) de calentamiento, 220 a 300 mil millones de toneladas por debajo de 2 °C (3,6 °F) ) y entre 400 y 500 mil millones de toneladas si se permitiera que el calentamiento excediera los 4 °C (7,2 °F). Compararon esas cifras con las emisiones actuales extrapoladas de Canadá , la Unión Europea y Estados Unidos o China , respectivamente. La cifra de 400 a 500 mil millones de toneladas también sería equivalente al presupuesto restante actual para mantenerse dentro del objetivo de 1,5 °C (2,7 °F). [30] Uno de los científicos involucrados en ese esfuerzo, Susan M. Natali del Centro de Investigación Woods Hole , también había liderado la publicación de una estimación complementaria en un artículo de PNAS ese año, que sugería que cuando la amplificación de las emisiones de permafrost por deshielo abrupto e incendios forestales se combina con el rango previsible de emisiones antropogénicas en el futuro cercano, evitar exceder (o "sobrepasar") el calentamiento de 1,5 °C (2,7 °F) ya es inverosímil, y los esfuerzos para lograrlo pueden tener que depender de factores negativos. emisiones para obligar a que la temperatura vuelva a bajar. [31]
Una evaluación actualizada de 2022 de los puntos de inflexión climáticos concluyó que el deshielo abrupto del permafrost agregaría un 50% a las tasas de deshielo gradual y agregaría 14 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono para 2100 y 35 mil millones de toneladas para 2300 por cada grado de calentamiento. Esto tendría un impacto de calentamiento de 0,04 °C (0,072 °F) por cada grado total de calentamiento para 2100, y 0,11 °C (0,20 °F) por cada grado total de calentamiento para 2300. También sugirió que entre 3 ° C (5,4 °F) y 6 °C (11 °F) grados de calentamiento (con la cifra más probable alrededor de 4 °C (7,2 °F) grados), un colapso a gran escala de las áreas de permafrost podría volverse irreversible, agregando entre 175 y 350 mil millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO 2 , o 0,2 a 0,4 °C (0,36 a 0,72 °F) grados, durante unos 50 años (con un rango entre 10 y 300 años). [32] [33]
Una importante revisión publicada en el año 2022 concluyó que si se cumpliera el objetivo de evitar 2 °C (3,6 °F) de calentamiento, entonces las emisiones anuales promedio de permafrost a lo largo del siglo XXI serían equivalentes a las emisiones anuales de Rusia en el año 2019 . Según el RCP4.5, un escenario considerado cercano a la trayectoria actual y en el que el calentamiento se mantiene ligeramente por debajo de los 3 °C (5,4 °F), las emisiones anuales de permafrost serían comparables a las emisiones del año 2019 de Europa Occidental o Estados Unidos , mientras que bajo el escenario En un escenario de alto calentamiento global y la peor respuesta de retroalimentación del permafrost, casi igualarían las emisiones del año 2019 de China . [26]_devant_le_Ross.jpg/1280px-11_Le_Mont_Werth_(908m)_devant_le_Ross.jpg)
La tundra antártica se encuentra en la Antártida y en varias islas antárticas y subantárticas, incluidas las islas Georgias del Sur y Sandwich del Sur y las islas Kerguelen . La mayor parte de la Antártida es demasiado fría y seca para albergar vegetación, y la mayor parte del continente está cubierta por campos de hielo o desiertos fríos. Sin embargo, algunas partes del continente, particularmente la Península Antártica , tienen áreas de suelo rocoso que sustentan la vida vegetal. Actualmente, la flora se compone de alrededor de 300 a 400 especies de líquenes, 100 musgos, 25 hepáticas y alrededor de 700 especies de algas terrestres y acuáticas, que viven en áreas de roca y suelo expuestos alrededor de la costa del continente. Las dos especies de plantas con flores de la Antártida, la hierba peluda antártica ( Deschampsia antarctica ) y la perla antártica ( Colobanthus quitensis ), se encuentran en las partes norte y occidental de la Península Antártica. [34] A diferencia de la tundra ártica, la tundra antártica carece de una fauna de mamíferos grandes, principalmente debido a su aislamiento físico de los otros continentes. Los mamíferos marinos y las aves marinas, incluidas focas y pingüinos, habitan áreas cercanas a la costa, y algunos mamíferos pequeños, como conejos y gatos, han sido introducidos por los humanos en algunas de las islas subantárticas. La ecorregión de tundra de las Islas Subantárticas de las Antípodas incluye las islas Bounty , las islas Auckland , las islas Antípodas , el grupo de islas Campbell y la isla Macquarie . [35] Las especies endémicas de esta ecorregión incluyen Corybas dienemus y Corybas sulcatus , las únicas orquídeas subantárticas; el pingüino real ; y el albatros de las Antípodas . [35]
Existe cierta ambigüedad sobre si el páramo magallánico , en la costa occidental de la Patagonia , debe considerarse tundra o no. [36] El fitogeógrafo Edmundo Pisano la llamó tundra ( español : tundra Magallánica ) ya que consideraba que las bajas temperaturas eran claves para restringir el crecimiento de las plantas. [36]
La flora y la fauna de la Antártida y las Islas Antárticas (al sur de los 60° de latitud sur) están protegidas por el Tratado Antártico . [37]
La tundra alpina no contiene árboles porque el clima y los suelos a gran altura bloquean el crecimiento de los árboles. [38] : 51 El clima frío de la tundra alpina es causado por las bajas temperaturas del aire y es similar al clima polar . La tundra alpina generalmente tiene mejor drenaje que los suelos árticos. [39] La tundra alpina pasa a bosques subalpinos debajo de la línea de árboles; Los bosques atrofiados que se encuentran en el ecotono de bosque-tundra (la línea de árboles ) se conocen como Krummholz .
La tundra alpina se encuentra en las montañas de todo el mundo. La flora de la tundra alpina se caracteriza por plantas que crecen cerca del suelo, incluidas hierbas perennes , juncos , hierbas , plantas en cojín , musgos y líquenes . [40] La flora está adaptada a las duras condiciones del ambiente alpino, que incluyen bajas temperaturas, sequedad, radiación ultravioleta y una temporada de crecimiento corta.
Los climas de tundra normalmente se ajustan a la clasificación climática de Köppen ET , lo que significa un clima local en el que al menos un mes tiene una temperatura promedio lo suficientemente alta como para derretir la nieve (0 °C (32 °F)), pero ningún mes con una temperatura promedio superior a 10°C (50°F). [41] El límite frío generalmente coincide con los climas EF de hielo y nieves permanentes ; el límite de verano cálido generalmente corresponde con el límite altitudinal o hacia los polos de los árboles, [42] donde se clasifican en los climas subárticos designados Dfd , Dwd y Dsd (inviernos extremos como en partes de Siberia ), Dfc típico en Alaska, Canadá, montaña. zonas de Escandinavia , Rusia europea y Siberia occidental (inviernos fríos con meses de heladas). [43]
A pesar de la posible diversidad de climas en la categoría ET que involucran precipitaciones, temperaturas extremas y estaciones relativamente húmedas y secas, esta categoría rara vez se subdivide. Las precipitaciones y nevadas son generalmente ligeras debido a la baja presión de vapor del agua en la atmósfera fría, pero por regla general la evapotranspiración potencial es extremadamente baja, lo que permite terrenos empapados de pantanos y turberas incluso en lugares que reciben precipitaciones típicas de los desiertos de latitudes bajas y medias. . [44] La cantidad de biomasa nativa de la tundra depende más de la temperatura local que de la cantidad de precipitación. [45]
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