A pesquisa foi conduzida no laboratório Caltech de Michael Lamb , professor de geologia, e é descrita em um artigo publicado na revista Nature em 9 de outubro.

Liderado pela estudante de pós-graduação Emily Geyman, o estudo focou no Rio Koyukuk, um grande tributário do Rio Yukon que serpenteia por centenas de milhas pelo interior do Alasca. Houve debate dentro da comunidade científica sobre se o solo congelado ao longo das margens do rio serve para fortalecer as margens contra a erosão ou para promovê-la.

"Grandes rios como o Yukon ou o Amazonas podem mover dezenas a centenas de pés por ano", diz Geyman. "Rios árticos em particular diferem de rios temperados porque eles precisam descongelar o material de suas margens antes que eles possam pegar esse material e movê-lo."

Devido às mudanças climáticas, o permafrost está derretendo lentamente ao longo de décadas. Mas um rio pode passar por mudanças naturais drásticas em um único ano, com condições de fluxo mudando de muito frio e rápido no início da primavera para quente e lento alguns meses depois. Geyman e seus colaboradores alavancaram essas grandes mudanças que ocorrem em uma única estação para obter um vislumbre de como os rios se comportarão em resposta às mudanças climáticas décadas ou séculos no futuro.

Na primavera, o rio Koyukuk incha em volume devido ao derretimento da neve, fluindo com água rápida e fria. Para rios mais temperados, um fluxo rápido significa mais erosão. Mas no Ártico, a temperatura da água importa — a água fria não consegue descongelar as margens congeladas para migrar.

No novo estudo, Geyman e seus colaboradores usaram imagens de satélite do Koyukuk nos últimos anos e desenvolveram uma técnica para decodificar mudanças de alta resolução nas imagens. A equipe levantou a hipótese de que se o permafrost estivesse retardando a migração do rio, eles só deveriam ver a migração mais tarde no verão, quando a água do rio estivesse mais quente. A hipótese deles combinava com os dados de satélite, sugerindo que o permafrost, de fato, retarda a migração do rio.

Em seguida, a equipe comparou seções do rio que fluem através do permafrost com aquelas que não o fazem. O Koyukuk é especial porque atravessa uma colcha de retalhos de permafrost e solo descongelado. A equipe viajou para o Ártico para mapear a erosão em várias curvas do rio e descobriu que seções sem permafrost migraram duas vezes mais rápido que curvas análogas do rio através do terreno do permafrost.

A pesquisa faz parte de um esforço maior para entender a dinâmica dos rios e como eles transportam carbono, nutrientes e outros materiais presos no solo.

O trabalho foi uma colaboração com comunidades nativas locais do Alasca, em particular da cidade de Huslia.

"Foi uma honra trabalhar com o Caltech e que eles tenham selecionado nossa pequena comunidade para medir o degelo do permafrost", diz Carl Burgett, chefe de Huslia. "Com o degelo e os cronogramas geotécnicos do norte, estamos enfrentando uma grande ameaça de perder pelo menos um terço de nossa comunidade em um curto período de tempo. Com os novos dados que coletamos, espero que um plano de realocação possa ser financiado para nossa comunidade, juntamente com a infraestrutura muito necessária."

O artigo é intitulado "Permafrost desacelera a erosão das margens do rio Ártico". Além de Geyman e Lamb, os coautores são o ex-aluno de pós-graduação do Caltech Madison M. Douglas (PhD '23) e Jean-Philippe Avouac , o Professor Earle C. Anthony de Geologia e Engenharia Mecânica e Civil e diretor associado do Center for Autonomous Systems and Technologies. O financiamento foi fornecido pela National Science Foundation, o Resnick Sustainability Institute no Caltech e a Fannie and John Hertz Foundation.