עמוק בברכיים בשטפי הברונזה של טונדרה אלסקה שהתמוטטה, אליסה שואט מצביעה על שרידי מערה שהצליחה לעמוד בקיץ האחרון. כיום, הוא נעלם, מכוסה על ידי המיס פעור המכונה אא תרמוקארסט שממשיך לצעוד החוצה כשהארץ נמסה במהירות.
כשלים בתרמוקארסט מתרחשים כאשר permafrost - שכבה של אדמה קפואה באזורים הקוטביים של כדור הארץ - מפשיר ונעשה יציב. אף שהאירועים מתרחשים באופן טבעי ברחבי האזור הארקטי, מדענים רבים חושדים כי עליית הטמפרטורות בצפון גורמת ליותר מתכונות אלה להיווצר. על ידי השוואה בין תצלומי אוויר משנת 1985 לתמונות שפורסמו לאחרונה, "אנו יכולים לומר כעת בבטחה מסוימת ... שבמיקומים מסוימים [יש] פי שניים עד חמש יותר מתכונות אלה כעת מאשר בתחילת שנות השמונים, " אומר וויליאם באודן אקולוג מימי מאוניברסיטת ורמונט.
זו הסיבה שבודן, עוזרו למחקר שואט ואחרים בתחנת שדה Toolik, אוניברסיטת אלסקה, פיירבנקס, מתקן מחקר 150 ק"מ צפונית לחוג הארקטי בצפון אלסקה, בוחנים את ההשפעה של תרמוקארסטים על הסביבה. עבודותיהם משתלבות במסורת ארוכת שנים של מחקרי שינויי אקלים בחברת Toolik, אשר מאז הקמתה בשנת 1975, סיפקה מעבדה בתולה ללימוד כיצד עולם חם יותר יהפוך את הארץ ואת נתיבי המים של הארקטי.
הבנת שינויי אקלים וסביבה, על פי נורמן מרקוטה, מהמועצה לחקר מדעי הטבע וההנדסה בקנדה, היא "הנושא הבוער" במחקר הארקטי בינלאומי. תחנות מחקר כמו Toolik הן המפתח בלכידת נתונים ארוכי טווח ובחינת סוגיות בתחום, הוא אומר בדואר אלקטרוני, וקנדה מתכננת לפתח תחנת מחקר ארקטית עם רבים מאותם גורמים כמו Toolik.
למרות שחלק גדול מהמחקר בארקטי התמקד בתצפית על הסביבה, "ב- Toolik אנו יכולים להעמיק בזה" ו"לבדוק מה בעצם השולט בכל התהליכים האלה ", אומר ג'ון הובי, מייסד שותף של Toolik, חוקר בכיר במערכות האקולוגיות. מרכז המעבדה הביולוגית הימית בוודס הול, מסצ'וסטס.
זה גם "המקום היחיד בצפון אמריקה בו אנו יכולים לראות או לקבל מבט מתקדם כיצד שינויים באקלים יכולים להשפיע על מערכות אקולוגיות", הוא מוסיף.
ובמובנים רבים, שינויי האקלים כבר החלו לעצב מחדש את הארץ השברירית והקשה הזו. בין 1966 ל -1995 עלו הטמפרטורות בארקטי .7 מעלות צלזיוס בעשור, מגמה שמעמידה את "צפון אלסקה במושב החם", אומרת סיננדוניה ברט-הארט, מנהלת המדע המשויכת של Toolik. הארקטי מתחמם מהר יותר אפילו מהאזורים הטרופיים בעולם: האביב מגיע מוקדם יותר, הסתיו נכנס למועד מאוחר יותר, וטמפרטורת המסננת באזורים רבים, כולל Toolik, מרחפת בסכנה לנקודת ההפלה של צלזיוס. זה היה כאשר האדמה הקפואה שנותנת לטונדרה עמוד השדרה שלה עלולה להתפורר.
תרמוקארסטים חדשים באלסקה עשויים גם להראות כיצד ההתחממות עשויה לשנות נחלים או אגמים, מכיוון שתכונות אלה מופיעות לעתים קרובות ליד מים. כאשר התגלה תרמוקארסט בשנת 2003 בסמוך לנהר Toolik, גילו בואדן ועמיתיו כי הוא ניתק כל כך הרבה משקעים לנהר, עד שהמים הפכו בוציים 40 קילומטרים במורד הזרם. הוא ועמיתיו דיווחו גם ביוני 2008 בכתב העת למחקר גיאופיזי כי אמוניום, חנקה וזרחן הנפלטים מאותה קריסה ישנו עם הזמן "משמעותית את מבנה הנהר ותפקודו".
עבור באודן וחוקרי Toolik אחרים, תצפיות כאלה היו מוכרות. בין 1983 ל -2004 הם ראו כיצד זרחן באופן דרסטי יכול לבנות מחדש נהר בניסוי שנערך בנהר קופרוק ליד Toolik - "אגן הנהר הנחקר ביותר בכל הארקטי", לפי הובי. באותו ניסוי, מדענים הוסיפו נהר כמויות קטנות של זרחן, חומר מזין הנפוץ בדשן ובזיהום מגורים ותעשייה, בכל קיץ. לאחר שמונה שנים, התפשט טחב בנהר, דחף מינים אחרים של צמחים והצית צמיחה בסוגים מסוימים של חרקים. הפריון הכולל בנהר גבר. חקירה זו עשויה להאיר את המתרחש כאשר נמסים permafrost וחומרים מזינים משתחררים לאוויר ולמים.
ביבשה, חוקרי Toolik הוסיפו דשן לסוגים שונים של טונדרה. בניסוי שנערך מאז 1989, מצא המדען הבכיר במרכז Ecosystems Gaius Shaver כי על טונדרה טוסקה, כמה שיחים נשירים, כמו ליבנה ננסית, יכולים לנצל את שטף החנקן והזרחן על ידי הגדלת השפע והפחתת מגוון המינים. מדעני Toolik מתמקדים גם בשאלה מדוע נראה כי הארקטי הולך ומשתפש, מסביר ברט-הארט. זה יכול להיות בגלל שיחים רבים יותר: לפני כ- 12, 000 שנה כשהאקלים היה חם יותר, שיחים שלטו בנוף, אמרה.
אף שתזוזות קוטב אלה עשויות להיראות מבודדות משאר העולם, ארקטי שנמס יכול להאיץ את שינויי האקלים. ברט-הארט מציינת כי עיירות אדמה ארקטיות - כולל היערות הבוריאליסטיים - מחזיקות כמעט 40 אחוז מפחמן האדמה בעולם, אך מהוות רק שישית משטח האדמה של כדור הארץ. אם הפחמן הננעל באדמה ישתחרר על ידי התכה של אפרפרום, היא אומרת, זה יכול להכפיל את ריכוז הפחמן הדו-חמצני, גז חממה עיקרי, בסביבה.
באודן מאוניברסיטת ורמונט סבור כי קיימות "עדויות חזקות" לכך שניתן יהיה לשחרר פחמן ומתאן לכודים במהלך אירועי תרמוקארסט ולתרום להתחממות. הוא מחפש מימון כדי לחקור כיצד תרמוקארסטים ישפיעו על המערכות האקולוגיות הארקטיות באופן כללי. לדוגמה, תרמוקארסט הגורם לעלייה במשקעים בנתיבי מים עלול להיחנק צמחים, לסתום דגי דגים, ובסופו של דבר להציב מפל השפעות לאורך כל רשת המזון.
"זה לא סיפור אימה - זה לא כאילו זה לא תהליך טבעי", מזהיר באודן. "אבל אני חושב שיש הוכחות חזקות לכך שההשפעות [האנושיות] המרוחקות מעט מהארקטיקה הן בעלות השפעות משניות אלה ... שהולכות להיות חשובות מאוד לבניית האופן בו הנוף הארקטי נראה ונראה בעתיד."
