Razumeti krioturbacijo – do boljših napovedi usode ogljika iz talečega permafrosta s pomočjo kraških jam (CryoKarst)

Zaradi povečanih koncentracij toplogrednih plinov predstavljajo podnebne spremembe enega glavnih izzivov, s katerimi se danes sooča človeštvo. Hitro tajanje permafrosta na Arktiki bi lahko znatno povečalo te emisije z razgradnjo odmrznjene organske snovi, ki je bila stoletja shranjena v permafrostu. Eden ključnih procesov ogljikovega cikla na Arktiki, je kroženje snovi v prsti oziroma v tleh zaradi zmrzovanja in tajanja (krioturbacija). Sam proces krioturbacije in z njim povezani mehanizmi so zaradi številnih izzivov pri izvedbi opazovanj še vedno zelo slabo razumljeni. To je kritična omejitev za implementacijo krioturbacije v modele zemeljskega sistema, kar onemogoča natančne napovedi emisij CO2 in metana zaradi tajanja permafrosta.

Projekt bo te izzive rešil z laboratorijskimi poskusi krioturbacije in opazovanjem premikov tal s pomočjo avtomatizirane fotogrametrične analize časovnih vrst posnetkov premikov iz kraških jam, ki so edinstvena okolja za spremljanje kriogenih gibanj tal. Več testnih območij v jamah, kjer najdemo sortirana tla, bomo opremili s sistemi za samodejno snemanje časovnih vrst posnetkov, skupaj s senzorji temperature in vlage, ter analizirali lastnosti sedimenta oziroma prsti. Implementacija napredkov v razvoju fotogrametrične metode grajenje strukture iz gibanja (ang. SfM) nam bo omogočila podrobno spremljanje 3D-gibanja površine tal v enourni ločljivost in razkrila povezave med premiki tal in okoljskimi spremenljivkami. To bo posledično omogočilo nove vpoglede v kritične procese gibanja tal, ki sodelujejo pri krioturbaciji. 

Pridobljene podatke bomo uporabili za razvoj empiričnega modela krioturbacije, ki bo olajšal implementacijo krioturbacie v različne modele zemeljskega sistema in bo znatno zmanjšal negotovosti v ocenah emisij toplogrednih plinov zaradi tajanja permafrosta. Poleg tega, fotogrametrična obdelava časovnih vrst posnetkov predstavlja nov pristop pri geomorfoloških študijah sortiranih tal, kar lahko omogoči, da bomo bistveno presegli sedanje znanje s tega področja, ki bo daleč presegajo cilje projekta. Projekt bo omogočil tudi edinstven vpogled v periglacialne pojave v slovenskih kraških jamah in razkril njihove ekosistemske, izobraževalne in turistične potenciale.