Елисса Сцхуетт, која је клечала у блатној гомили урушене аљашке тундре, указује на остатке пећине у којој је била у стању да стоји у току прошлог лета. Данас га више нема, гута га зрела крава позната као термокарст која и даље корача према ван док се земља брзо топи.
Неуспјеси термокарста настају када се пермафрост - слој смрзнутог тла у земљиним поларним предјелима - отопи и постане нестабилан. Иако се догађаји одвијају природно широм Арктика, многи научници сумњају да пораст температуре на северу изазива формирање више тих карактеристика. Упоређујући фотографије из ваздуха из 1985. са последњим фотографијама, „Сада можемо са сигурношћу рећи ... да на неким локацијама [сада] постоји два до пет пута више ових карактеристика него у раним 1980-има“, каже Виллиам Бовден, водени еколог на Универзитету у Вермонту.
Зато Бовден, његов истраживачки сарадник Сцхуетт и други на пољској станици Тоолик, универзитету на Аљасци, Фаирбанкс, истраживачком центру 150 миља северно од Арктичког круга на северу Аљаске, проучавају утицај термокарстова на животну средину. Њихов се рад уклапа у дугу традицију истраживања климатских промјена у компанији Тоолик, која је од свог оснивања 1975. године пружила нетакнуту лабораторију за проучавање како ће топлији свијет трансформисати копнени и водени пут Арктика.
Разумевање климатских и еколошких промена, према Норману Марцоттеу из Канадског савета за природне науке и инжењерство, представља „горуће питање“ у арктичком истраживању на међународном нивоу. Истраживачке станице попут Тоолика су кључне за прикупљање дугорочних података и истраживање проблема на терену, каже он путем е-маила, а Канада планира да развије арктичку истраживачку станицу са многим истим елементима као и Тоолик.
Иако се велики део арктичког истраживања фокусирао на посматрање животне средине, „у Тоолику смо у стању да се дубље уђемо у то“ и „проучимо шта заправо контролише све ове процесе“, каже суоснивач Тоолика Јохн Хоббие, старији научник у Екосистему Центар морске биолошке лабораторије у Воодс Холеу, Массацхусеттс.
То је такође „једино место у Северној Америци где можемо видети или добити напредни поглед на то како климатске промене могу да утичу на екосистеме“, додаје он.
И на много начина, климатске промене су већ започеле преобликовање ове дихотомски крхке и отпорне земље. Између 1966. и 1995., арктичке температуре су порасле .7 степени Целзијуса по деценији, што тренд ставља „северну Аљаску у вруће седиште“, каже Синдониа Брет-Харте, Тооликова сарадница у науци. Арктик се загрева брже него чак и тропска делова света: пролеће стиже раније, јесен се залази касније, а температура пермафроста у многим областима, укључујући Тоолик, лебди опасно близу нулте степене целзијуса. Тада би смрзнуто тло које тундри даје краљежницу могло пропасти.
Нови термокарстови на Аљасци такође би могли показати како загревање може да промени потоке или језера, пошто се ове особине често јављају у близини воде. Када је 2003. године откривен термокарст у близини реке Тоолик, Бовден и његове колеге открили су да је избацио толико седимента у реку да је вода постала мутна 40 километара низводно. Он и његове колеге такође су у јуну 2008. године објавили у часопису Геопхисицал Ресеарцх да ће амонијум, нитрати и фосфор који се испуштају из тог урушавања временом „значајно изменити структуру и функцију реке“.
За Бовдена и друге истраживаче Тоолика таква су запажања била позната. Између 1983. и 2004. године, видели су како драстично фосфор може реструктуирати реку у експерименту на реци Купарук код Тоолика - „најбоље проученој сливу реке на целом Арктику“, према Хобију. У том експерименту, научници су свако лето додавали мале количине фосфора, хранљивих материја уобичајених у гнојивима и загађивању становништва и индустрије. Након осам година, маховина се проширила у реци, истискујући остале биљне врсте и покрећући раст неких врста инсеката. Свеукупна продуктивност у реци је расла. Ова истрага може да наговијести шта се дешава када се вечно мраз растопи, а хранљиве материје се ослободе у ваздух и воду.
На копну су истраживачи Тоолика такође додавали гнојиво за различите врсте тундре. У експерименту који је спроведен од 1989. године, старији научник Центра за екосуставе Гаиус Схавер открио је да на тундри од лешника неки листопадни грмље, попут патуљасте брезе, могу искористити прилив азота и фосфора повећањем у обиљу и смањењем разноликости врста. Научници из Тоолика такође су усредсређени на то зашто Арктик изгледа озелењен, објашњава Брет-Харте. Можда је то због више грмља: прије отприлике 12.000 година када је клима била топлија, грмље је доминирало пејзажом, рекла је.
Иако се ови поларни помаци могу чинити изолираним од остатка свијета, топљење Арктика може убрзати климатске промјене. Брет-Харте истиче да арктичке копнене масе - укључујући борелске шуме - држе готово 40 процената светског угљеника у тлу, али чине само једну шестину копнене површине. Ако се угљен закључан у земљи ослобађа топљењем пермафроста, каже, могла би више него удвостручити концентрацију угљичног диоксида, великог стакленичког плина, у околишу.
Бовден са Универзитета у Вермонту верује да постоје „снажни докази“ да би се заробљени угљеник и метан могао ослободити током термокарстних догађаја и допринети загревању. Он тражи средства да истражи како ће термокарсти утицати на арктичке екосистеме у целини. На пример, термокарст који изазива клице седимената у воденим путевима може угушити биљке, зачепити рибље шкргље и на крају покренути каскаду ефеката све до мреже с храном.
"То није хорор прича - није као да ово није природан процес", упозорава Бовден. "Али мислим да постоје снажни докази да [људски] утицаји који су удаљени од Арктика имају ове секундарне ефекте ... који ће бити потенцијално важни у структурирању изгледа и понашања арктичког пејзажа у будућности."
