ढह चुके अलास्का टुंड्रा की मैला ढलानों में घुटने के बल एलिसा शूएट एक गुफा के अवशेषों की ओर इशारा करती है कि वह पिछली गर्मियों में सक्षम थी। आज, यह चला गया है, गैपिंग मो द्वारा एक थर्मोकार्ट के रूप में जाना जाता है जो भूमि को तेजी से पिघला देता है।
थर्मोकार्स्ट विफलताएं तब होती हैं जब पृथ्वी के ध्रुवीय क्षेत्रों- थैवर्स में पेमाफ्रोस्ट - जमी हुई मिट्टी की एक परत और अस्थिर हो जाती है। हालांकि पूरे आर्कटिक में घटनाएं स्वाभाविक रूप से होती हैं, लेकिन कई वैज्ञानिकों को संदेह है कि उत्तर में बढ़ते तापमान के कारण इनमें से अधिक विशेषताएं बन रही हैं। हाल के फ़ोटो के साथ 1985 से हवाई तस्वीरों की तुलना करके, "हम अब कुछ आश्वासन के साथ कह सकते हैं ... कि कुछ स्थानों में [1980 के दशक की तुलना में अब इन विशेषताओं के दो और पांच गुना अधिक के बीच] हैं, " विलियम बोडेन कहते हैं, वरमोंट विश्वविद्यालय में एक जलीय पारिस्थितिकीविज्ञानी।
यही कारण है कि बोडेन, उनके शोध सहायक शूएट, और टूलिक फील्ड स्टेशन, अलास्का विश्वविद्यालय, फेयरबैंक्स, उत्तरी अलास्का में आर्कटिक सर्कल से 150 मील की दूरी पर अनुसंधान सुविधा, पर्यावरण पर थर्मोकार्स्ट के प्रभाव का अध्ययन कर रहे हैं। उनका काम टूलिक में जलवायु परिवर्तन अनुसंधान की एक लंबी परंपरा में फिट बैठता है, जो कि 1975 में इसकी स्थापना के बाद से, यह अध्ययन करने के लिए एक प्राचीन प्रयोगशाला प्रदान की गई है कि कैसे एक गर्म दुनिया आर्कटिक की भूमि और जलमार्ग को बदल देगी।
कनाडा के प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद के नॉर्मन मार्कोटे के अनुसार जलवायु और पर्यावरण परिवर्तन को समझना, अंतरराष्ट्रीय स्तर पर आर्कटिक अनुसंधान में "जलने का मुद्दा" है। टूलिक जैसे अनुसंधान स्टेशन दीर्घकालिक डेटा पर कब्जा करने और क्षेत्र में मुद्दों की खोज करने में महत्वपूर्ण हैं, वह ई-मेल से कहते हैं, और कनाडा में टूलिक जैसे कई तत्वों के साथ एक आर्कटिक अनुसंधान स्टेशन विकसित करने की योजना है।
हालांकि इकोसिस्टम के एक वरिष्ठ विद्वान टूलिक के सह-संस्थापक जॉन होबी कहते हैं, "आर्कटिक के अधिकांश शोधों में पर्यावरण पर ध्यान केंद्रित करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है, " टूलिक में हम उस पर गहराई से जाने में सक्षम हैं "और" इन सभी प्रक्रियाओं को वास्तव में नियंत्रित करने वाले अध्ययन "। मैसाचुसेट्स के वुड्स होल में समुद्री जैविक प्रयोगशाला का केंद्र।
उन्होंने कहा, "यह उत्तरी अमेरिका का एकमात्र स्थान है जहां हम देख सकते हैं या एक उन्नत दृष्टिकोण प्राप्त कर सकते हैं कि जलवायु परिवर्तन पारिस्थितिकी तंत्र को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, " वे कहते हैं।
और कई मायनों में, जलवायु परिवर्तन ने पहले से ही इस द्विध्रुवीय नाजुक और हार्डी भूमि को फिर से आकार देना शुरू कर दिया है। 1966 और 1995 के बीच, आर्कटिक तापमान में प्रति दशक .7 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि हुई, एक प्रवृत्ति जो "हॉट सीट पर उत्तरी अलास्का, " टूलिक के सहयोगी विज्ञान निदेशक सिंडोनिया ब्रेट-हर्ट कहते हैं। आर्कटिक भी दुनिया के उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की तुलना में तेजी से गर्म हो रहा है: वसंत पहले आता है, बाद में गिरता है, और टूलिक सहित कई क्षेत्रों में पर्माफ्रॉस्ट का तापमान शून्य-डिग्री सेल्सियस तापमान बिंदु के करीब रहता है। कि जब जमी हुई मिट्टी जो टुंड्रा को अपनी रीढ़ की हड्डी देती है, वह उखड़ सकती है।
अलास्का में नए थर्मोकार्स यह भी दिखा सकते हैं कि वार्मिंग धाराओं या झीलों को कैसे बदल सकता है, क्योंकि ये विशेषताएं अक्सर पानी के पास होती हैं। जब टूलिक नदी के पास 2003 में एक थर्मोकार्ट की खोज की गई थी, तो बॉडेन और उनके सहयोगियों ने पाया कि इसने नदी में इतनी तलछट उतारी थी कि पानी 40 किलोमीटर नीचे की ओर बह गया। उन्होंने और उनके सहयोगियों ने जून 2008 में जियोफिजिकल रिसर्चथेम अमोनियम, नाइट्रेट और फास्फोरस के जर्नल में रिपोर्ट किया कि इस पतन से निकलने वाले फॉस्फोरस समय के साथ "नदी की संरचना और कार्य को महत्वपूर्ण रूप से बदल देंगे।"
बॉडेन और अन्य टूलिक शोधकर्ताओं के लिए, ऐसे अवलोकन परिचित थे। हॉबी के अनुसार, 1983 से 2004 के बीच, उन्होंने देखा कि कैसे फॉस्फोरस टूलिक के पास कुपारुक नदी पर किए गए एक प्रयोग में एक नदी का पुनर्गठन कर सकता है- "सबसे अच्छा अध्ययन नदी बेसिन, "। उस प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने प्रत्येक गर्मियों में नदी में फास्फोरस की एक छोटी मात्रा, उर्वरक और आवासीय और औद्योगिक प्रदूषण में पोषक तत्व मिलाया। आठ वर्षों के बाद, नदी में काई का विस्तार हुआ, अन्य पौधों की प्रजातियों की भीड़ और कुछ प्रकार के कीड़ों में वृद्धि हुई। नदी में समग्र रूप से उत्पादकता उफान पर है। इस जांच से पता चल सकता है कि जब पेमाफ्रोस्ट पिघलता है और पोषक तत्व हवा और पानी में मुक्त हो जाते हैं।
भूमि पर, टूलिक शोधकर्ताओं ने उर्वरक को विभिन्न प्रकार के टुंड्रा में भी जोड़ा है। 1989 से चल रहे एक प्रयोग में, इकोसिस्टम सेंटर के वरिष्ठ वैज्ञानिक गयूस शेवर ने पाया है कि टुसोस्क टुंड्रा पर, कुछ पर्णपाती झाड़ियाँ, जैसे कि बौना सन्टी, बहुतायत में वृद्धि और प्रजातियों की विविधता को कम करके नाइट्रोजन और फास्फोरस की आमद को भुन सकती हैं। टूलिक वैज्ञानिक इस बात पर भी ध्यान केंद्रित कर रहे हैं कि आर्कटिक हरा क्यों लगता है, ब्रेट-हर्ट बताते हैं। उन्होंने कहा कि यह अधिक झाड़ियों के कारण हो सकता है: लगभग 12, 000 साल पहले जब जलवायु गर्म थी, तब झाड़ियाँ परिदृश्य पर हावी थीं।
हालांकि ये ध्रुवीय बदलाव दुनिया के बाकी हिस्सों से अलग-थलग पड़ सकते हैं, लेकिन एक पिघलता हुआ आर्कटिक जलवायु परिवर्तन को तेज कर सकता है। ब्रेट-हर्ट बताते हैं कि आर्कटिक लैंडमास-जिसमें बोरियल वन शामिल हैं- दुनिया के मिट्टी के कार्बन का लगभग 40 प्रतिशत हिस्सा रखते हैं, लेकिन पृथ्वी के भूमि क्षेत्र का केवल एक-छठा हिस्सा बनाते हैं। अगर मिट्टी में बंद कार्बन को परमाफ्रॉस्ट के पिघलने से छोड़ा जाता है, तो वह कहती है, यह पर्यावरण में कार्बन डाइऑक्साइड, एक प्रमुख ग्रीनहाउस गैस की सांद्रता को दोगुना से अधिक कर सकता है।
वर्मोंट विश्वविद्यालय के बोडेन का मानना है कि "मजबूत सबूत" है कि फंस कार्बन और मीथेन को थर्मोकैस्ट घटनाओं के दौरान मुक्त किया जा सकता है और वार्मिंग में योगदान दे सकता है। वह यह जांचने के लिए धन की मांग कर रहा है कि थर्मोकार्ट्स आर्कटिक पारिस्थितिकी प्रणालियों को कैसे प्रभावित करेगा। उदाहरण के लिए, एक थर्मोकैस्ट जो जलमार्गों में तलछट में एक स्पाइक का कारण बनता है, पौधों को दबा सकता है, मछली के गलफड़ों को रोक सकता है, और अंततः खाद्य वेब को सभी तरह से प्रभाव का झरना स्थापित कर सकता है।
"यह एक डरावनी कहानी नहीं है - ऐसा नहीं है कि यह एक प्राकृतिक प्रक्रिया नहीं है, " बोडेन ने चेतावनी दी है। "लेकिन मुझे लगता है कि इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि [मानव] प्रभाव जो कि आर्कटिक से कुछ दूरी पर हैं, इन माध्यमिक प्रभावों पर प्रभाव डाल रहे हैं ... जो कि आर्कटिक परिदृश्य को देखने और भविष्य में व्यवहार करने के तरीके को संरचित करने में संभावित रूप से बहुत महत्वपूर्ण हैं।"
