Atmósfera CO2 CH4 CO2 CH4 Tierras del Ártico Océano ártico Reservas de C DOC, DIC POC, PIC, CH4 Océano ártico Reservas de C Pacífico DOC, DIC, CH4 Atlántico DOC, DIC, CH4 El ciclo del carbón en el sistema ártico visto en escala macro considera: (1) la reserva de carbón en los componentes terrestre y oceánico del ártico; (2) el intercambio de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) entre el ártico y la atmósfera; (3) la transferencia ribereña del carbón entre las componentes oceánicas y ribereñas del ártico (DOC) carbón orgánico disuelto, (DIC) carbón inorgánico disuelto, (POC) carbón orgánico particular, (PIC) carbón inorgánico particular, y CH4; y (4) el intercambio de DOC, DIC y CH4 entre el componente oceánico del ártico y los océanos pacífico y ártico. 19/09/2018 Yuri Milachay

Perspectiva atmosférica CO2: 0,4±0,4 Pg C/año superficie sumidero CH4: 15-50 Tg CH4/año de superficie fuente CO2; 0,3-0,6 Pg C/año sumidero CH4; 31-100 Tg CH4/año fuente Intercambio oceánico adyacente DIC: ~1,1 Pg C/año DOC: 21-30 Tg C/año CH4: 20-80 Gg CH4/año CH4; 1-12 Tg CH4/año fuente CO2; 40-84 Tg C/año sumidero DIC: ~43 Tg C/año DOC:~33 Tg C/año CH4; 1-11 Gg CH4/año CO2; 24-100 Tg C/año sumidero Tierras del ártico Vegetación: 60-70 Pg C Suelo: 1400-1850 Pg C Reservas del ártico DIC: 310 Pg C DOC: 9 Pg C Sedimento: 9 Pg C CH4: 0-3 Tg CH4 Rivera POC:~6 Tg C/año Rivera PIC: 0-4 Tg C/año Erosión POC:~8 Tg C/año Flujo al sedimento: ~9 Tg C/año Intra y Sub-permafrost subterráneo Hidrato de metano CH4: 3-130 Pg CH4 Flujo al sedimento: ~2 Tg C/año Ártico continental Pendiente de permafrost Hidrato CH4: 2-65 Pg CH4 Pg – petagramo Tg - teragramo 19/09/2018 Yuri Milachay

Respuesta del carbón terrestre al cambio climático 11,13 (+) 1,2,3 (+) Cubierta de nieve 4,5,6,7,8 (-) 9,10,12 (-) Calentamiento del clima Fisiología Encimas, estomatas 14 (+) Alteraciones Fuego, insectos Uso de la Tierra Tala, drenaje Estructura Composición, cambio en la vegetación Permafrost Calentamiento, derretimiento Respuesta física Procesos que intervienen Control biótico Respuestas terrestres del carbón al calentamiento del ártico que influyen en el sistema del clima. Las respuestas físicas de la cubierta de nieve y del permafrost a la izquierda se corresponden con respuestas bióticas funcionales (fisiológico) y estructurales a la derecha. Las respuestas fisiológicas mostradas en el diagrama son: (1) descomposición creciente de la materia orgánica de suelo (CO2 creciente), (2) productividad de la vegetación (NPP) frente a la tensión por sequía (CO2 creciente), (3) respuesta metanogenética al aumento de la temperatura estacional y la humedad del suelo (CH4 crecientes), (4) respuesta metanogenética a la sequía (CH4 disminuidos), 5) Respuesta NPP a una estación de crecimiento más larga (CO2 disminuido), a la respuesta (de 6) NPP a la mineralización creciente de N (CO2 disminuido), a la respuesta (de 7) NPP al aumento de la temperatura (CO2 disminuido), y a la respuesta (de 8) NPP a la concentración atmosférica creciente del CO2 (CO2 disminuido). Regeneraciones estructurales demostradas son (9) la distribución ampliada de los arbustos de la tundra (CO2 disminuido), del avance de la frontera boscosa (10) (CO2 disminuido), de la degradación del bosque (11) (CO2 creciente), de la conversión (de 12) de la luz a la oscuridad en la taigá (CO2 disminuido), y (13) de la ocurrencia creciente del fuego, de insectos y tala (CO2 creciente). Las respuestas físicas incluyen (14) el lanzamiento del carbón inorgánico del deshielo del permafrost (CO2 creciente, CH4 creciente). La figura es propiedad de McGuire y otros. (2006). 19/09/2018 Yuri Milachay

Respuesta del carbono marino al calentamiento del ártico Reducción del hielo marino y la cubierta glaciar 5 (-) 6,7 (+) 1 (-) Calentamiento del clima Dinámica del carbón 2 (+) 3 (-) 4 (+) Escape de C orgánico Deshielo de la capa de permafrost marino Incremento de las fuentes de agua fresca Incremento de C y exportación de nutrientes Incremento de corrientes de agua y erosión de C orgánico Respuesta física Control biótico 19/09/2018 Yuri Milachay

La figura se modifica de McGuire y otros. (2006). Respuesta del carbono marino al calentamiento del ártico que influyen en el sistema del clima. Las respuestas del hielo del mar, de los glaciares, y del permafrost del lecho marino (a la izquierda) se juntan con las respuestas bióticas (a la derecha) a través de varios mecanismos que afectan la dinámica del carbono. Respuestas físicas representadas en el diagrama son: (1) solubilidad creciente del CO2 en respuesta a la aparición de más agua abierta y una salinidad más baja (CO2 disminuido), (2) solubilidad disminuida del CO2 con el aumento de temperatura (el CO2 creciente), (3) entierro de C orgánico en los sedimentos profundos del océano (CO2 disminuido), y (4) emisión del carbono inorgánico de los sedimentos, del suelo marino, y del permafrost sumergido (CO2 creciente, CH4 creciente). Las regeneraciones bióticas incluyen: (5) respuesta de productividad biótica al incremento de la luz y los nutrientes (CO2 disminuido), (6) zona fótica estable (CO2 creciente) y (7) aumento del calentamiento inducido por la descomposición y la metanogénesis (CO2 creciente, CH4 creciente). La figura se modifica de McGuire y otros. (2006). 19/09/2018 Yuri Milachay